jeanflop/post_ocr_correction2 huggingface dataset:
voisine de 0,5 %, paraîtra moins faible si l'on remarque que le rapport de la quantité d'Uranium à la quantité de Radium dans les minéraux naturels étant égal à 3 • 10^6 (Mme CURIE, Radioactivité), ce rapport à l'égard de 235U seul est encore de 2 • 10^1, c'est-à-dire qu'il y a 20.000 fois plus d'235U que de Ra dans la Pechblende. Or, la production mondiale de Radium était avant la guerre de l'ordre de 15 grammes par an, ce qui correspondrait toutes proportions gardées à 300 kilogrammes d'235U, équivalant (d'après l'estimation précitée de NIER) à 6 millions de tonnes de nos explosifs actuels : de quoi raser des pays entiers (2). On peut enfin noter que la teneur moyenne des roches de l'écorce terrestre en Uranium étant de l'ordre de 10^6, celle-ci recèle un potentiel de matière première pratiquement inépuisable. Le Tableau annexe n° 3 donne, d'après le Traité de Radioactivité de Mme CURIE, la répartition mondiale de l'Uranium. Les possibilités d'exploitation pratique de ces ressources fabuleuses ne dépendaient donc plus principalement, dès 1940, que de la mise au point d'une technique permettant l'isolement et l'extraction industrielle de l'Uranium 235 en grandes quantités. C'est évidemment le problème majeur auquel s'attelèrent chercheurs et techniciens dans tous les grands pays belligérants ; aussi, les travaux prirent-ils, bien entendu, des lors un caractère secret et les étapes de la réalisation technique nous demeurent donc encore inconnues pour le moment. Les recherches depuis 1940. — Toutefois, si l'évolution ultérieure des travaux se fit à ce point de vue dans le silence, il n'en fut pas de même pour une partie (la plus inoffensive évidemment) des recherches expérimentales d'ordre plus purement scientifique, dont nous allons essayer de nous faire une idée à l'aide des brefs extraits publiés dans les périodiques français. On établit d'abord que le pouvoir de briser l'Uranium n'est pas exclusivement l'apanoue du neutron ; D. H. T. GANT (1939), puis R. S. KRISHNAN et T. E. BANKS (1940) et d'autres obtiennent la scission par bombardement avec des deutérons suffisamment accélérés (8 à 9 MeV au moins), conformément à la théorie de
s'attelèrent chercheurs et techniciens dans tous les grands pays belligérants ; aussi, les travaux prirent-ils, bien entendu, des lors un caractère secret et les étapes de la réalisation technique nous demeurent donc encore inconnues pour le moment. Les recherches depuis 1940. — Toutefois, si l'évolution ultérieure des travaux se fit à ce point de vue dans le silence, il n'en fut pas de même pour une partie (la plus inoffensive évidemment) des recherches expérimentales d'ordre plus purement scientifique, dont nous allons essayer de nous faire une idée à l'aide des brefs extraits publiés dans les périodiques français. On établit d'abord que le pouvoir de briser l'Uranium n'est pas exclusivement l'apanoue du neutron ; D. H. T. GANT (1939), puis R. S. KRISHNAN et T. E. BANKS (1940) et d'autres obtiennent la scission par bombardement avec des deutérons suffisamment accélérés (8 à 9 MeV au moins), conformément à la théorie de BOHR et WHEELER, R. O. HAXBY, W. E. SHOUPP, W. E. STEPHENS et W. H. WEILAS parviennent à la provoquer à l'aide des rayons γ de la fluorine bombardée par des protons (1941), résultat atteint aussi indépendamment par K. MURAOKA (1941). De leur côté, G. DESSAUER et E. M. HAFNER l'obtiennent (1941) avec des protons de 7 MeV, cependant que E. FERMI et E. SEGRE la déclenchent à leur tour (1941) par bombardement avec des protons de 32 MeV. Le travail d'identification et de classification des produits de scission tient toujours une grande place et révèle un nombre toujours plus élevé d'éléments dans des états activés très nombreux : E. SEGRE et C. S. Wu mettent ainsi en évidence (1940) les deux chaînes de filiations suivantes : pour U : Sb* (10 min.) Te* (1 h.) → I* (22 h.) Xe* (5 j.) Cs et pour Th : Te* (15 min.) I* (6,6 h.) → Xe* (9,4 h.) → Cs. A. V. GROSSE et E. T. BOOTH séparent (1940), un Zr* (17 h.), donnant un Nb* (75 min.), etc..., et à la fin de 1940, vingt-deux chaînes radioactives différentes sont déjà identifiées dans les produits de la scission de l'Uranium,
l'obtiennent (1941) avec des protons de 7 MeV, cependant que E. FERMI et E. SEGRE la déclenchent à leur tour (1941) par bombardement avec des protons de 32 MeV. Le travail d'identification et de classification des produits de scission tient toujours une grande place et révèle un nombre toujours plus élevé d'éléments dans des états activés très nombreux : E. SEGRE et C. S. Wu mettent ainsi en évidence (1940) les deux chaînes de filiations suivantes : pour U : Sb* (10 min.) Te* (1 h.) → I* (22 h.) Xe* (5 j.) Cs et pour Th : Te* (15 min.) I* (6,6 h.) → Xe* (9,4 h.) → Cs. A. V. GROSSE et E. T. BOOTH séparent (1940), un Zr* (17 h.), donnant un Nb* (75 min.), etc..., et à la fin de 1940, vingt-deux chaînes radioactives différentes sont déjà identifiées dans les produits de la scission de l'Uranium, ce qui souligne bien l'extraordinaire complexité du phénomène, encore bien loin d'être épuisée. A. MOUSSA et L. GOLDBSTEIN signalent ensuite (1941) de petites quantités de deux isotopes radioactifs du Brome (35 min. et 2,3 h.) de masses probables 84 et 83 ; O. HAHN et P. STRASSMANN précisent (1941) l'évolution de trois isotopes du Molybdène (12 min.), 14 min., et 67 h.), etc..., de sorte que le bilan dressé par O. HAHN au milieu de 1942 accuse 80 sortes d'atomes reconnues appartenant à 23 éléments différents ! Et HAHN souligne que le concours de toutes les méthodes physiques et chimiques d'identification réunies n'est pas de trop pour débrouiller l'écheveau. Le travail se poursuivant sans relâche, H. J. BORN et W. SEELMANN-EGGEBERT établissent (1943) les chaînes 84Br* (30 min) 84Kr ; 85Br* (3 min.) 85Kr* (4,6 h.) 85Rb et 87Br* (50 sec.) 87Kr* (75 min.) 87Rb* (6,3 . 1010 ans) 87Sr, auxquelles ils ajoutent peu après un Ru* (4 min.) donnant un Rh* (24 min.) ; O. HAHN et F. STRASSMANN trouvent encore (1943) un Sr* (2 min.) donnant un Y* (20 min) ; et F. JOLIOT indique un Pr* (13 j.) en 1944). L'étude de la répartition énergétique des fragments
de trois isotopes du Molybdène (12 min.), 14 min., et 67 h.), etc..., de sorte que le bilan dressé par O. HAHN au milieu de 1942 accuse 80 sortes d'atomes reconnues appartenant à 23 éléments différents ! Et HAHN souligne que le concours de toutes les méthodes physiques et chimiques d'identification réunies n'est pas de trop pour débrouiller l'écheveau. Le travail se poursuivant sans relâche, H. J. BORN et W. SEELMANN-EGGEBERT établissent (1943) les chaînes 84Br* (30 min) 84Kr ; 85Br* (3 min.) 85Kr* (4,6 h.) 85Rb et 87Br* (50 sec.) 87Kr* (75 min.) 87Rb* (6,3 . 1010 ans) 87Sr, auxquelles ils ajoutent peu après un Ru* (4 min.) donnant un Rh* (24 min.) ; O. HAHN et F. STRASSMANN trouvent encore (1943) un Sr* (2 min.) donnant un Y* (20 min) ; et F. JOLIOT indique un Pr* (13 j.) en 1944). L'étude de la répartition énergétique des fragments est également poursuivie et permet de préciser cette distribution : A. FLAMMERSFEILD, P. JENSEN et W. GENTNER montrent ainsi (1943) que l'énergie cinétique totale des deux noyaux issus de la scission de l'Uranium irradié par des neutrons thermiques peut varier de 120 à 180 MeV (cas le plus fréquent 151 MeV), dont 38 à 82 MeV (cas le plus fréquent 58 MeV) pour le fragment le plus lourd et 70 à 106 MeV (plus fréquent 87 MeV) pour le plus léger (rapport des masses le plus fréquent : 96/140). Des expériences plus complètes de W. JENTSCHKE et F. PRANCKI, utilisant des neutrons lents (1942) et de W. JENTSCHKE utilisant des neutrons rapides (1943) donnent les résultats suivants : NOYAUX MASSE DU FRAGMENT MASSE DU FRAGMENT ÉNERGIE NEUTRONS excitateurs ÉNERGIE NEUTRONS résultants le plus lourd le plus léger totale Thermiques 235U92 127 à 162 74 à 109 160 MeV Rapides 239U92 125 à 160 1421 79 à 114 97' 163 Cas le plus fréquent. Remarque : les énergies emportées par chacune des deux particules sont inversement proportionnelles à leurs masses. Enfin F. JOLIOT a signalé (1944) qu'un même élément peut avoir des énergies différentes suivant son origine (produit direct de la
MeV), dont 38 à 82 MeV (cas le plus fréquent 58 MeV) pour le fragment le plus lourd et 70 à 106 MeV (plus fréquent 87 MeV) pour le plus léger (rapport des masses le plus fréquent : 96/140). Des expériences plus complètes de W. JENTSCHKE et F. PRANCKI, utilisant des neutrons lents (1942) et de W. JENTSCHKE utilisant des neutrons rapides (1943) donnent les résultats suivants : NOYAUX MASSE DU FRAGMENT MASSE DU FRAGMENT ÉNERGIE NEUTRONS excitateurs ÉNERGIE NEUTRONS résultants le plus lourd le plus léger totale Thermiques 235U92 127 à 162 74 à 109 160 MeV Rapides 239U92 125 à 160 1421 79 à 114 97' 163 Cas le plus fréquent. Remarque : les énergies emportées par chacune des deux particules sont inversement proportionnelles à leurs masses. Enfin F. JOLIOT a signalé (1944) qu'un même élément peut avoir des énergies différentes suivant son origine (produit direct de la scission ou produit indirect par filiation β), trouvant par exemple, par la mesure des parcours dans des feuilles d'Aluminium, trois groupes à 83, 103 et 118 MeV, pour le Zr* (17 h.) et 55, 77, et 91 MeV pour le Te* (17 h.). Par ailleurs, W. BOTHE et W. GENTNER, utilisant une méthode photographique fondée sur la réaction 14N(n, p), vérifient que le spectre d'énergie des neutrons secondaires de la scission de l'Uranium par les neutrons lents s'étend jusqu'à 10 MeV (1942), confirmant ainsi par une voie différente les premiers résultats de von HAUBEN, JOLIOT et KOWARSKI (§13). Ces précisions, assurément utiles pour le spécialiste par les confirmations qu'elles n'ont cessé de fournir à la théorie de BOHR et WHEELER, n'ont cependant rien apporté de véritablement inattendu. Un résultat plus nouveau au contraire a été la mise en évidence par FERROV et PETRZHAK (1940) d'une émission spontanée de neutrons par l'Uranium non irradié, émission déjà envisagée et discutée par BOHR et WHEELER en 1939, mais vainement recherchée par LIBBY (1939). Cette observation, confirmée et précisée par W. MAURER et H. POSSE (1943), par l'étude soignée d'une masse uranifère plus importante (environ 9 kilogrammes d'Uranium), a révélé l'existence de scissions spontanées
utilisant une méthode photographique fondée sur la réaction 14N(n, p), vérifient que le spectre d'énergie des neutrons secondaires de la scission de l'Uranium par les neutrons lents s'étend jusqu'à 10 MeV (1942), confirmant ainsi par une voie différente les premiers résultats de von HAUBEN, JOLIOT et KOWARSKI (§13). Ces précisions, assurément utiles pour le spécialiste par les confirmations qu'elles n'ont cessé de fournir à la théorie de BOHR et WHEELER, n'ont cependant rien apporté de véritablement inattendu. Un résultat plus nouveau au contraire a été la mise en évidence par FERROV et PETRZHAK (1940) d'une émission spontanée de neutrons par l'Uranium non irradié, émission déjà envisagée et discutée par BOHR et WHEELER en 1939, mais vainement recherchée par LIBBY (1939). Cette observation, confirmée et précisée par W. MAURER et H. POSSE (1943), par l'étude soignée d'une masse uranifère plus importante (environ 9 kilogrammes d'Uranium), a révélé l'existence de scissions spontanées au sein d'une masse d'Uranium, scissions du reste peu nombreuses et correspondant pour 238U à une période de 2,5 x 1015 ans (1). L'expérience encore reprise par H. POSSE (1943), en opérant cette fois au fond d'une mine de potasse à 485 mètres de profondeur, pour se mettre à l'abri des neutrons thermiques produits par le rayonnement cosmique, lui fournit toujours des résultats du même ordre indiquant 3,1 x 1015 ans pour la période de 238U par rapport aux scissions spontanées et même 1,7 x 1017 ans pour 232Th qui donne aussi un rayonnement neutronique spontané décelable. Ces résultats ont permis à S. FLUGGE (1943) de préciser les calculs de BOHR et WHEELER. (1) A titre de comparaison on peut noter que la période la plus longue décelée en radioactivité naturelle est celle du Potassium K (CAMPBELL) égale à 1,3 x 1013 ans, et que l'âge de la Terre n'est que 2 à 3 x 109 ans, celle de la phase actuelle de l'évolution de l'Univers n'étant probablement pas beaucoup plus longue d'après les idées en cours (échelle courte). Ainsi, au cours des années de guerre, un énorme travail de prospection et de systématique a été accompli, dont le résumé
des neutrons thermiques produits par le rayonnement cosmique, lui fournit toujours des résultats du même ordre indiquant 3,1 x 1015 ans pour la période de 238U par rapport aux scissions spontanées et même 1,7 x 1017 ans pour 232Th qui donne aussi un rayonnement neutronique spontané décelable. Ces résultats ont permis à S. FLUGGE (1943) de préciser les calculs de BOHR et WHEELER. (1) A titre de comparaison on peut noter que la période la plus longue décelée en radioactivité naturelle est celle du Potassium K (CAMPBELL) égale à 1,3 x 1013 ans, et que l'âge de la Terre n'est que 2 à 3 x 109 ans, celle de la phase actuelle de l'évolution de l'Univers n'étant probablement pas beaucoup plus longue d'après les idées en cours (échelle courte). Ainsi, au cours des années de guerre, un énorme travail de prospection et de systématique a été accompli, dont le résumé précédent, presque uniquement limité à la seule littérature européenne (1), ne donne encore qu'une idée évidemment très incomplète. La bombe atomique. — Il est cependant évident que derrière ces recherches de science pure, un travail beaucoup plus immense encore se poursuivait dans le secret des laboratoires et des usines mobilisées pour la guerre. À cette course vers la réalisation du nouvel engin de destruction participaient toutes les grandes puissances en guerre : États-Unis, Allemagne, France (au début), Japon, Grande-Bretagne, U.R.S.S., dans l'ordre approximatif du volume des travaux publiés. Nous ne savons pas encore exactement comment l'Allemagne, pays de chimistes éprouvés, qui partait en 1939 avec une avance sensible dans ce domaine comme dans beaucoup d'autres, n'a pu aboutir en temps utile à la mise en œuvre industrielle d'un procédé efficace de séparation de l'Uranium 235 et à la réalisation pratique de «l'arme secrète» tant désirée... et si souvent promise. La possession des riches gisements tchécoslovaques lui assurait une matière première abondante, et il semble peu probable que les chercheurs et les techniciens allemands aient été inférieurs à leur tâche, car bien des indices donnent à penser qu'ils furent, en 1943-1944, bien près de la réussite. Plus vraisemblablement les laboratoires de
pour la guerre. À cette course vers la réalisation du nouvel engin de destruction participaient toutes les grandes puissances en guerre : États-Unis, Allemagne, France (au début), Japon, Grande-Bretagne, U.R.S.S., dans l'ordre approximatif du volume des travaux publiés. Nous ne savons pas encore exactement comment l'Allemagne, pays de chimistes éprouvés, qui partait en 1939 avec une avance sensible dans ce domaine comme dans beaucoup d'autres, n'a pu aboutir en temps utile à la mise en œuvre industrielle d'un procédé efficace de séparation de l'Uranium 235 et à la réalisation pratique de «l'arme secrète» tant désirée... et si souvent promise. La possession des riches gisements tchécoslovaques lui assurait une matière première abondante, et il semble peu probable que les chercheurs et les techniciens allemands aient été inférieurs à leur tâche, car bien des indices donnent à penser qu'ils furent, en 1943-1944, bien près de la réussite. Plus vraisemblablement les laboratoires de recherches ou les usines furent-ils détruits à temps par les bombardements alliés ? Quoi qu'il en soit, les raisons pour lesquelles le bloc anglo-saxon parvint le premier au but sont plus faciles à reconnaître : la disposition de nombreuses équipes d'expérimentateurs et de théoriciens de grande classe (2), la collaboration non négligeable des chercheurs européens émigrés et réfugiés (3), le large appui matériel et moral du gouvernement (4), secondé par l'énorme puissance industrielle des États-Unis, la proximité et l'abondance de la matière première (cf. tableau annexe n° 3), l'éloignement des théâtres d'opérations enfin assurant aux installations une sécurité presque complète. Si, comme il est probable, cette réussite tient néanmoins surtout à un progrès technique permettant la séparation industrielle de l'isotope utile ou quelque autre du même ordre, on peut être assuré que l'avance actuelle des Anglo-Américains et la prépondérance qu'elle leur confère ne dureront que fort peu, quelques années ou même quelques mois seulement peut-être. Le secret aurait été autrement efficace au contraire, s'il avait porté sur la connaissance du phénomène même de la scission. Sur l'organisation de la bombe atomique elle-même, aucune indication n'a évidemment été publiée. Cependant, il semble qu'à la lumière des travaux passés ici en revue,
non négligeable des chercheurs européens émigrés et réfugiés (3), le large appui matériel et moral du gouvernement (4), secondé par l'énorme puissance industrielle des États-Unis, la proximité et l'abondance de la matière première (cf. tableau annexe n° 3), l'éloignement des théâtres d'opérations enfin assurant aux installations une sécurité presque complète. Si, comme il est probable, cette réussite tient néanmoins surtout à un progrès technique permettant la séparation industrielle de l'isotope utile ou quelque autre du même ordre, on peut être assuré que l'avance actuelle des Anglo-Américains et la prépondérance qu'elle leur confère ne dureront que fort peu, quelques années ou même quelques mois seulement peut-être. Le secret aurait été autrement efficace au contraire, s'il avait porté sur la connaissance du phénomène même de la scission. Sur l'organisation de la bombe atomique elle-même, aucune indication n'a évidemment été publiée. Cependant, il semble qu'à la lumière des travaux passés ici en revue, (1) La réception des périodiques américains a pratiquement cessé dans le courant de 1941. Bulletin analytique du C.N.R.S. cite 26 articles en 1940, 23 en 1941, 12 en 1942 et 14 en 1943 (Cf. les 110 références de la Review of Modern Physics pour 1939). (2) La presse a signalé entre autres le rôle de premier plan joué à cette occasion par le physicien anglais J. CHADWICK («l'inventeur du neutron, cf. § 6), et par le mathématicien relativiste R. TOLMAN, bien connu des astronomes pour sa collaboration passée avec E. HUBBLE dans l'interprétation des effets observés de l'expansion de l'Univers. (3) Nous en avons rencontré déjà plusieurs cas (cf. §§ 12 et 15) ; la presse a également mentionné ceux du thermodynamicien F. E. SIMON et du mathématicien R. PAEYLE, réfugiés en Angleterre depuis l'avènement du nazisme en Allemagne, et F. JOLIOT a indiqué de son côté que quelques-uns de ses collaborateurs (von HALBAN, KOWARSKI) avaient été poursuivis en Angleterre, puis en Amérique les travaux commencés en France avant l'effondrement de 1940. (4) La presse a rapporté que les crédits engagés dans l'aventure s'étaient élevés à 2 milliards et demi de dollars (environ 125 milliards de francs 1939). I4 bis);
entre autres le rôle de premier plan joué à cette occasion par le physicien anglais J. CHADWICK («l'inventeur du neutron, cf. § 6), et par le mathématicien relativiste R. TOLMAN, bien connu des astronomes pour sa collaboration passée avec E. HUBBLE dans l'interprétation des effets observés de l'expansion de l'Univers. (3) Nous en avons rencontré déjà plusieurs cas (cf. §§ 12 et 15) ; la presse a également mentionné ceux du thermodynamicien F. E. SIMON et du mathématicien R. PAEYLE, réfugiés en Angleterre depuis l'avènement du nazisme en Allemagne, et F. JOLIOT a indiqué de son côté que quelques-uns de ses collaborateurs (von HALBAN, KOWARSKI) avaient été poursuivis en Angleterre, puis en Amérique les travaux commencés en France avant l'effondrement de 1940. (4) La presse a rapporté que les crédits engagés dans l'aventure s'étaient élevés à 2 milliards et demi de dollars (environ 125 milliards de francs 1939). I4 bis); l'autre contenant « l'amorce » constitué peut-être par la source usuelle de neutrons lents, à savoir une petite ampoule de verre contenant un mélange de Béryllium en poudre et de Radon, enfermée au centre d'un bloc de paraffine d'une dizaine de centimètres (cf. § 9), le tout isolé de la masse explosive pendant les transports par une mince paroi métallique absorbant fortement les neutrons lents émis (§ 9) qu'un dispositif à retardement quelconque (mécanisme d'horlogerie, fusée, ...) supprime au moment voulu pour déclencher l'explosion. Mais il est bien probable que la bombe réelle diffère autant de ce schéma simpliste, sinon plus, que l'atome actuel du « modèle » primitif de RUTHERFORD.... Quant aux effets de la bombe, ils semblent devoir être attribués surtout (sauf dans son voisinage immédiat) aux « effets de souffle » produits par l'onde de choc à laquelle son explosion donne naissance, incomparablement plus violents que ceux produits par les bombes (« moléculaires ») habituelles. En ce qui concerne les applications industrielles futures de la nouvelle source d'énergie, la presse en a suffisamment parlé pour qu'il soit inutile d'insister, et les quelques nombres cités (cf. § § 14 et 18 et tableau annexe n° 2) permettront de
masse explosive pendant les transports par une mince paroi métallique absorbant fortement les neutrons lents émis (§ 9) qu'un dispositif à retardement quelconque (mécanisme d'horlogerie, fusée, ...) supprime au moment voulu pour déclencher l'explosion. Mais il est bien probable que la bombe réelle diffère autant de ce schéma simpliste, sinon plus, que l'atome actuel du « modèle » primitif de RUTHERFORD.... Quant aux effets de la bombe, ils semblent devoir être attribués surtout (sauf dans son voisinage immédiat) aux « effets de souffle » produits par l'onde de choc à laquelle son explosion donne naissance, incomparablement plus violents que ceux produits par les bombes (« moléculaires ») habituelles. En ce qui concerne les applications industrielles futures de la nouvelle source d'énergie, la presse en a suffisamment parlé pour qu'il soit inutile d'insister, et les quelques nombres cités (cf. § § 14 et 18 et tableau annexe n° 2) permettront de s'en faire une idée déjà moins qualitative. Mais il n'est pas possible de ne pas signaler ici que la libération contrôlée et dirigée de l'énergie subatomique renouvelle entièrement le problème de la navigation interplanétaire et permet sans doute d'envisager déjà avec plus d'optimisme les tentatives d'évasion, irrémédiablement condamnées jusqu'à maintenant par l'énormité des rapports de masse combustible / charge utile (100 000) auxquels aurait conduit l'emploi des sources d'énergie précédemment connues. Enfin, sur le sort que réserve aux hommes cette dernière conquête de la science, nous ne pouvons que répéter, après bien d'autres, que celle-ci n'est moralement ni bonne, ni mauvaise et matériellement ni favorable, ni défavorable : tout dépendra de l'utilisation qui en sera faite. L'humanité se trouve peut-être à la fois à la veille d'atteindre la terre promise et au seuil d'une catastrophe finale qui l'anéantirait toute entière ; événements du reste l'un et l'autre parfaitement négligeables dans l'évolution générale de l'Univers. Observatoire Péridier, Le Houga (Gers). Août 1945. G. DE VAUCOTOT, Attaché de Recherches au Centre National de la Recherche Scientifique. (1) Bien entendu je ne livre ici que sous les plus expresses réserves cette vue de l'esprit, donnée seulement pour calmer la curiosité la plus immédiate