Manhattan: Los Alamos

Contenu

• Los Alamos, ville secrète
• Organisation du laboratoire
• Premiers travaux
• Calcul numérique
• Crise de l’été 1944 et réorganisation
• Little Boy
• Fat Man
• LoPo et HyPo : réacteurs expérimentaux
• Effets d’une explosion nucléaire
• La première explosion nucléaire: Trinity

Los Alamos, ville secrète

 

Organisation du laboratoire

Los Alamos Primer :

The object of the project is to produce a practical military weapon in the form of a bomb in which the energy is released by a fast neutron chain reaction in one or more of the material known to show nuclear fission.

Premiers travaux

• Mesures
• Fat Man, Thin Man et Little Boy

Calcul numérique

• Les problèmes à résoudre
• Calculatrices à main
• Tabulatrices IBM à cartes perforées
• Calculs numériques
• Fusion ?

La crise de l’été 1944 et la réorganisation du laboratoire

• Plutonium 240
• il était pratiquement certain qu’une bombe comme Little Boy fonctionnerait du premier coup, mais quelques grammes seulement d’uranium 235 avaient pu être isolés ; en effet aucune des méthodes d’enrichissement isotopique ne fonctionnait alors correctement à Oak Ridge
• il était pratiquement certain que les réacteurs de Hanford fourniraient assez de plutonium, mais il n’y avait pas de modèle fiable de bombe pour l’utiliser:  les essais d’implosion avaient des résultats désastreux
• Crise: le programme Manhattan ne fut pas ralenti mais au contraire intensifié.
• Même les scientifiques les plus hauts placés ne furent pas avertis de l’absence de risque de bombe allemande : Bethe ne le sut qu’en mars 1945, neuf mois après Bush !
• Réorganisation
• Masse critique: « chatouiller la queue du dragon »

Little Boy

La réalisation d’une bombe-canon à l’uranium 235 ne posait pas de problème technique majeur, à condition bien sûr que l’uranium soit disponible en quantité suffisante.

Schéma de Little Boy

 

Fat Man

• Principe de l’implosion
• Théorie de l’implosion
• Lentilles explosives: Les Britanniques, Penney, Tuck et Taylor en particulier, jouèrent un rôle décisif.
• Kistiakowsky
• Les essais RaLa
• Mise au point des lentilles
• La bombe

Animation montrant comment les explosions — divergentes — des lentilles explosives fusionnent pour former une onde compressive concentrique ©Wikimedia Commons

Les réacteurs à uranium enrichi LoPo et HyPo

• Comité pour de Nouvelles Piles
• Wigner Weinberg
• Fermi surgénérateur
• Fermi à Los Alamos d’un petit réacteur homogène liquide, LoPo (low power)

Effets d’une explosion nucléaire

• Première microseconde
• 1 milliseconde : boule de feu, onde de choc et premier pic de luminosité
• 100 ms : deuxième pic de luminosité
• L’onde de choc arrive au sol
• Le « champignon »
• Radioactivité
• Effets prévus des explosions nucléaires (portée, effets thermiques, rayonnement, souffle)
• Validation des calculs
• Mortalité prévue

La première explosion nucléaire: Trinity

• Réticences des scientifiques avec Trinity
• Target Committee
• Nécessité d’utiliser les armes nucléaires
• Préparation de Trinity
• Gadget
• L’explosion
• Les suites

Chronologie du programme Manhattan

 

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