La première fission de l’atome d’uranium et ce qui aboutit a ceci:

 

A l’aube du 20e siècle, les expérimentations sur les atomes sont déjà nombreuses (notamment sur la radioactivité) mais sa structure est encore incertaine. Les Grecs pensaient qu’ils étaient des “grains de matière pure” mais avec la radioactivité ou l’électricité, on commence à se douter qu’un atome est en fait compose de plusieurs différentes particules.

 

En effet, en 1897, Joseph John Thomson (un scientifique anglais) découvre officiellement la première particule qui compose un atome: l’électron. Cette particule constitue les charges négatives d’un atome, porte le courant électrique et est une des particules les moins massives du monde de la physique quantique (environ 9.11x10-31kg).

 

A cette époque, le modèle de l’atome adopte est donc celui du  “pudding”: les électrons et les autres particules sont des sortes de graines implantées dans une pâte qui les englobe, formant ainsi un atome plein.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mais des élèves de Rutherford (un autre physicien anglais) vont révolutionner ce modèle en 1908. Voir (Expériences sur l'atome)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Il faut atteindre 1919 pour que Ernest Rutherford (un autre physicien anglais) découvre la première particule élémentaire qui compose le noyau d’un atome: le proton. Cette particule  chargée positivement compense les charges électriques des électrons (il y a autant de protons dans un atome que d’électrons) mais est bien plus massive (environ 1,67262×10-27 kg). La dernière de ces particules, le neutron, dure à trouver car elle ne possède pas de charge électrique, est découverte par James Chadwick, un collègue de Rutherford en 1932. Les expérimentations sur les atomes existent depuis longtemps (découverte de la radioactivité) mais a partir de cette date, on peu enfin comprendre tout ce qui compose un atome et donc ouvrir un champ de possibilités de manipulation bien plus vaste.

 

 

En même temps que l’on découvre ces différentes particules, on commence a comprendre le lien entre la masse et l’énergie grâce a la fameuse équation d’Albert Einstein  E=mc2.Cette équation montre qu’une partie de la masse d’un atome est contenue dans les liaisons entre nucléons. Donc en séparant ces particules, on peut libérer cette énergie qui est très conséquente (1 million de fois plus d’énergie qu’une combustion=il faut 1million de tonnes de pétrole pour produire par combustion la même quantité d’énergie qu’on peut tirer d’une tonne d’uranium par fission). En cette période de tension, les gouvernements ne pensent évidemment pas a l’utiliser pour le bien de l’humanité mais plutôt a la transformer en arme de destruction massive.

 

C’est ainsi qu’en 1938, très peu avant la guerre, deux scientifiques de l’Allemagne nazie, Otto Hahn et Fritz Strass man, arrivent officiellement pour la première fois a séparer les nucléons (particules du noyau) d’un atome d’uranium et donc a libérer l’énergie des liaisons.

 

Pour que la fission ait lieu, il faut bombarder le noyau de l’uranium avec un neutron car il n’a pas de charge électrique donc il ne sera pas repousse par l’atome (contrairement a un proton ou un électron). Ces neutrons vont donc casser le noyau (fission), libérant ainsi l’énergie des liaisons. Le noyau va se séparer donc en deux noyaux de numéro atomique assez proches et souvent radioactifs, dont la masse combinée sera inférieure de peu à celle du noyau d’uranium de base. La masse perdue correspond donc à l’énergie libérée pendant la réaction (on la calcule en utilisant l’équation d’Einstein).

Ils travaillaient en fait en liaison avec Irène Curie sur les propriétés radioactives de certains éléments notamment les transuraniens (plus lourds que l’uranium).  ils croyaient qu’en bombardant un noyau d’uranium de neutrons, un de ces neutrons serait capturé par le noyau et se transformerait en protons sous l’effet de la radioactivité beta, créant ainsi un élément avec 93 protons, plus lourd que l’uranium. Toutefois, ils trouvent du baryum de temps en temps (numéro atomique 56) en tant que resultat final, ce qui ne correspond pas du tout aux résultats qu’ils attendaient. La seule explication possible est que les neutrons ont sépare le noyau d’uranium en deux noyaux, dont un de baryum. Toutefois, ceci n’a pas marché avec la majorité de l’uranium car la fission n’est possible qu’ avec l’uranium 235 (voir les différents uraniums). Ils avaient donc découvert sans le vouloir la fission de l’uranium.