Le fonctionnement
Le fonctionnement de la bombe nucléaire consiste à générer une fission, réaction en chaine, selon cette formule :
L’atome d’uranium 235 qui reçoit un neutron se transforme en Uranium 236 un très court instant. Cet isotope de l’uranium 235 est dans un état très excité, de l’ordre de 6,3 Méga-Electrons-volts. Cette énergie est nécessaire pour que l’atome franchisse la barre de fission et se désintègre en deux autres atomes, par exemple le Baryum et le Krypton (voir équation exemple ci dessous) Cette fission libère également un certain nombre de neutrons (2,48 en moyenne pour l’Uranium 235), qui, en rencontrant d’autres atomes d’Uranium, vont générer de nouvelles fissions, et ainsi de suites, d’où le terme de « réaction en chaines ».
Une fission en trois atomes est également possible mais est très rare, elle ne se produit que dans 0,005 % des cas.
La masse des atomes créés est inférieure à la masse de l’atome d’Uranium 235 de base. Cette masse manquante intervient dans le calcul de l’énergie d’une fission, selon la formule E=MC2, E étant l’énergie, M la masse manquante et C la vitesse de la lumière.
Ainsi, une fission libère une énergie de 3,2 x 10-11 J. Pour générer une énergie équivalente à celle dégagée lors du bombardement d’Hiroshima, il faut que 4,3 moles de matière se décomposent, c’est-à-dire qu’1 kg de matière fissile doit intégralement se décomposer lors de la fission.
Pour y parvenir, il faut une certaine masse de matière fissile, pour permettre à la réaction en chaine de ne pas s’arrêter et de décomposer ce kg de matière. Pour l’uranium 235, cette masse est d’environ 48kg.
La fission par compression de la matière était déclenchée à Hiroshima par l’envoi d’une balle d’uranium dans le bloc le plus important de matière.
Le fonctionnement est ici simplifié mais sa réalisation est bien plus compliquée. Les informations ci-présentes ont pour unique but de mieux cerner le débat.
Schéma
