qu’une super-artillerie à la disposition d’une manoeuvre militaire appropriée, les armes tactiques sont de plus en plus étudiées dans le cadre général des politiques de dissuasion. Ainsi, pour proté-
ger l’Europe occidentale contre toute menace soviétique, le commandement militaire de l’O. T. A. N. a pris soin de ne déployer que des armes, missiles ou avions, dont la portée, inférieure à 1 000 km, ne puisse atteindre directement le coeur du territoire soviétique.
On veut de cette façon éviter l’engagement des forces stratégiques amé-
ricaines, dont l’emploi risquerait de provoquer de la part de l’U. R. S. S.
des représailles trop menaçantes pour le territoire américain. On notera toutefois que, bien que le coût de leur mise au point et de leur fabrication impose une charge considérable aux budgets militaires, les armes nucléaires tactiques ont été jusqu’ici exclues des négociations conduites, notamment depuis 1969, par les États-Unis et l’U. R. S. S. sur la limitation des armements.
A. D. et P. L.
F Armement / Bombe nucléaire / Missile / Stratégie / Tir.
V. bombe nucléaire.
nucléaire
(énergie)
Énergie qui apparaît dans certaines conditions quand on casse des noyaux d’atomes lourds ou quand on accole des noyaux d’atomes légers ; l’énergie dégagée provient d’une perte de masse, conformément à la relation d’Einstein*.
QU’EST-CE QUE
L’ÉNERGIE NUCLÉAIRE ?
Stabilité des noyaux
Défaut de masse et énergie de
liaison
a) Considérons un élément quelconque dans le noyau des atomes de cet
élément, on dénombre Z protons et A – Z neutrons.
Soit p la masse d’un proton (1,008 12 u.m.a.) et n celle d’un neutron (1,008 93 u.m.a.) ; on constate que la masse totale de ces nucléons,
Z p + (A – Z) n,
est supérieure à la masse M du noyau formé. On observe donc un défaut de masse égal à
m = Z p + (A – Z) n – M
et corrélativement, conformément à la relation d’Einstein, E = mc 2, une apparition d’énergie.
b) L’énergie E dégagée au moment
de la formation du noyau, à partir de ses nucléons, s’appelle l’énergie de liaison. Pour la calculer, il suffit de traduire l’expression Z p + (A – Z) n – M, exprimée en u.m.a., en MeV en multipliant par 931 (1 u.m.a. = 931 MeV).
On appelle énergie de liaison par nucléon : celle qui se trouve libé-
rée, en moyenne, par nucléon, au
moment de leur entrée dans le noyau ; inversement, quand on voudra sortir un nucléon d’un noyau, il faudra fournir cette énergie qui sera d’autant plus grande que l’élément considéré sera plus stable.
Courbe d’énergie de liaison par
nucléon
Dans un système d’axes rectangulaires, portons en abscisses les nombres de masses A et en ordonnées l’énergie de liaison par nucléon. On obtient la « courbe d’énergie de liaison par nucléon », dans laquelle on distingue trois parties.
a) Une partie ascendante correspond en gros aux éléments légers.
On constate que certains d’entre
eux : se trouvent
en dehors de la courbe ; cela veut dire que ces éléments ont une grande énergie de liaison et sont plus stables que leurs voisins.
b) Une seconde partie présente un maximum de 8,4 MeV au voisinage de A = 60.
Pour les éléments dont le nombre
de masse est compris entre 60 et 150
(du fer à l’étain), l’énergie de liaison par nucléon est voisine de 8,4 MeV en moyenne.
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La Grande Encyclopédie Larousse - Vol. 14
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c) Enfin, la troisième partie, descendante, correspond aux éléments lourds.
Pour A = 238 (uranium, dernier
élément naturel de la classification de Mendeleïev),
Conclusions
L’examen de cette courbe permet de tirer des conclusions importantes.
y Fission des noyaux lourds. Quand un neutron fissionne un noyau d’uranium 235, il se forme deux nouveaux noyaux qui appartiennent à des élé-
ments se trouvant approximativement au milieu du tableau de Mendeleïev, c’est-à-dire correspondant pour à une valeur de 8,4 MeV. Les 235 nu-cléons du noyau d’uranium (en réalité, ils sont un peu moins puisque 2 ou 3 neutrons se trouvent éjectés) abandonneront chacun en moyenne,
au moment de la formation de ces
nouveaux noyaux, 8,4 MeV ; il y aura donc libération totale d’environ
8,4 × 235 MeV.
Mais pour quitter le noyau d’ura-
nium dans lequel ils se trouvent initialement réunis, il faut fournir
7,6 × 235 MeV,
puisque l’énergie de liaison par
nucléon, pour l’uranium 235,
est de 7,6 MeV. Il restera donc
une énergie disponible évaluée à
235 × 8,4 – 235 × 7,6 = 235 (8,4 – 7,6)≃ 200 MeV.
Autrement dit, la fission d’un noyau lourd d’uranium 235 libère 200 MeV
environ, ce qui est énorme à l’échelle nucléaire (l’énergie acquise par l’explosion d’une molécule d’explosif est de l’ordre de 20 MeV).
y Fusion des noyaux légers (v. thermonucléaire [énergie]). Si on fusionne des éléments légers, la quantité
d’énergie libérée est plus importante encore, car l’énergie de liaison par nucléon pour les noyaux légers est très faible.
L’énergie rapportée à 1 g de matière dans les phénomènes de fusion est quatre fois plus élevée en moyenne que dans les phénomènes de fission ; la quantité de matière mise en jeu à la fusion n’est pas limitée comme dans le phénomène de fission (notion de masse critique) ; ces deux raisons expliquent pourquoi la puissance des engins nucléaires de fusion (bombe H) est beaucoup plus élevée que dans les engins nucléaires de fission (bombe à l’uranium ou au plutonium).
Au bout d’une centaine de généra-
tions (temps 10– 12 s), les fissions sont en nombre tel que la quantité d’énergie libérée est gigantesque, d’où la nécessité, dans les engins nucléaires, pour que l’explosion se produise, d’avoir un certain volume de matière fissile dit
« volume critique ».
Étude de la fission
Historique des travaux
Les études ayant conduit à la découverte du phénomène de fission s’échelonnent entre 1934 et 1939, et les conclusions de ces travaux furent publiées au début de la Seconde Guerre mondiale.
À la suite de la découverte de la radioactivité* artificielle (1934), Fermi*
et ses élèves étudièrent l’action des neutrons sur les corps simples, et en particulier sur l’uranium.
Cette équipe obtint ainsi une série de corps qu’elle baptisa transuraniens*, dont les numéros atomiques s’échelon-naient entre 94 et 97.
En 1937, Irène Joliot-Curie* mit en doute les résultats de Fermi, et Frédé-
ric Joliot*, au début de l’année 1939, établit que le noyau d’uranium sous l’action de certains neutrons se cassait et donnait naissance à d’autres noyaux d’éléments se trouvant approximativement au milieu du tableau de
Mendeleïev.
Ces résultats furent annoncés à
l’Académie des sciences le 30 janvier 1939. Entre-temps, le 6 janvier, en Allemagne, était paru un mémoire de deux chimistes, Otto Hahn* et Fritz Strassmann, qui, ayant poussé très loin l’analyse des produits donnés par l’uranium dans l’expérience de Fermi, confirmaient les résultats obtenus en Allemagne, en 1934, par Mlle No-vack et, en France, par l’équipe de Joliot-Curie.
L’étape suivante (sept. 1939) fut accomplie par les Français Joliot, Hans Halban, Lew Kowarski et Francis Perrin, qui montrèrent qu’en se scindant en deux sous l’effet d’un neutron un noyau d’uranium libérait en moyenne 2 ou 3 neutrons.
Cette découverte permit à ses au-