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LA BOMBE
Hiroshima
L'engin mesurait 4m50 de long et 76cm de diamètre. Les Américains l'avaient
surnommé LITTLE BOY (petit garçon). Sa puissance équivalait à celle de 13
000 tonnes de TNT concentrés dans un tout petit espace.
Ce 6 août 1945 à 2h30 local, la météo sur Hiroshima étant
satisfaisante, le bombardier B 29 Enola Gay décolle de l'aéroport militaire
américain de Tinian, dans les îles Marianne. Le commandant Tibets est le
seul à connaître la nature de la bombe de quatre tonnes et demie qu'il
transporte dans ses soutes. A 8h09, Hiroshima apparaît s l'ouverture des
nuages. A 8h15 et 17 secondes, la bombe pique dans le ciel. L'explosion aura
lieu 43 secondes plus tard, à 600m au-dessus du centre de la ville.
Il y a plusieurs types de bombes atomiques. Un de ceux-ci est le type revolver (gun-type). On l'appelle de cette manière parce qu'une petite partie d'uranium est tirée sur une autre, pour qu'il se soudent ensemble et forment un assemblage surcritique. On peut le voir sur le dessin en haut de ce texte. C'est quand ces deux parties sont unies que la réaction se produit et que la bombe explose.
L'explosion d'une bombe atomique est déclenchée par un appareil qui détermine l'altitude de la bombe. Pour causer le plus de dommages possible, une bombe atomique doit exploser à une altitude précise. Cette hauteur ne doit pas être trop petite ni trop grande. Si elle était trop élevée, l'explosion causerait moins de dommages à proximité. Tandis que si elle était trop basse, la bombe causerait énormément de dégâts à proximité. Mais elle serait moins destructive à plus grande distance. C'est pour cela que la bombe atomique est équipée de senseurs qui lui permettent d'exploser juste au bon moment.
La bombe qui a explosé à Hiroshima est une bombe de type a. Elle utilise la fission nucléaire pour exploser. C'est pourquoi vous pourriez aussi voir le terme bombe à fission. Mais la fission nucléaire, qu'est ce que c'est?. Le mot fission veut dire séparation, on utilise l'énergie libérée par la fission d'un atome d'Uranium235. Cette énergie provient de la force qui soude les particules de l'atome ensemble.
Nous avons ici un atome d'Uranium, la petite boule bleu est un neutron. En lançant le neutron sur l'atome d'Uranium, on le brise.
En se brisant, il se sépare en 2 autres atomes. Un atome de Rubidium(Rb) et un atome de Césium(Cs). Il libère alors de l'énergie et 2 ou 3 autres neutrons.Il se produit un evenement remarquable: l addition des masses des noyaux residuels est inferieure à la masse du gros noyau d'origine. Ou est donc passée cette masse manquante?Elle s'est transformée en enegie pure , (equivalence masse-energie Einstein), une enorme quantité d energie.
Ces neutrons peuvent aller frapper d'autres atomes d'Uranium et provoquer d'autres fissions, qui vont rapidement conduire à une réaction en chaîne et par le fait même, une explosion nucléaire.
On ne pourrait pas briser n'importe quel atome aussi facilement, en effet, la plupart d'entre eux nécessiteraient d'être bombardées par un accélérateur de particules. Même l'isotope238 ne peut pas être séparé aussi aisément. Tandis que l'atome d'Uranium235 est particulièrement instable(il peut se briser facilement) dû au fait qu'il soit particulièrement large. De plus, il contient plus de neutrons que de protons. C'est sûr que cela n'aide pas à rendre cet élément plus facile à briser, mais c'est un bon aide pour obtenir une réaction en chaîne(car ces neutrons supplémentaires peuvent aller frapper d'autres atomes d'uranium). Ce qui en fait un candidat idéal pour la fission nucléaire.
Le fonctionnement d'une centrale nucléaire.
Fondamentalement, le principe de fonctionnement d'une centrale nucléaire ne diffère pas de celui d'une centrale à combustible fossile. Seule la manière de produire la chaleur change. Les centrales nucléaires utilisent, dans un réacteur, la fission d'atomes d'uranium comme source de chaleur, tandis que les centrales dites classiques' produisent de la chaleur par la combustion de gaz naturel, de charbon ou de pétrole.
Fonctionnement d'une centrale nucléaire
Le principe général consiste à transformer la chaleur produite (à partir du processus de fission) en électricité.
La chaleur du cur du réacteur est cédée à l'eau qui circule, dans un circuit fermé, le long des barres de matière fissile. Ce premier circuit s'appelle circuit primaire. L'eau qu'il contient atteint en moyenne 300 °C. Dans un réacteur à eau pressurisée, l'eau ne peut parvenir à ébullition car elle est sous pression : celle-ci est assurée par le pressuriseur. L'eau chaude du circuit primaire cède à son tour la chaleur à un deuxième circuit fermé, le circuit secondaire. Tous deux sont hermétiquement séparés l'un de l'autre. L'échange de chaleur s'effectue dans un générateur de vapeur, un grand échangeur de chaleur cylindrique composé de milliers de tubes. La chaleur transforme l'eau du circuit secondaire en vapeur.
La vapeur produite dans le circuit secondaire se détend au travers de plusieurs corps de turbine en la faisant tourner. Un alternateur, couplé à la turbine, convertit finalement l'énergie cinétique en électricité, laquelle alimente le réseau haute tension.
La vapeur utilisée par les turbines est refroidie dans un condenseur où elle se transforme une nouvelle fois en eau suite au contact de milliers de tubes dans lesquels circule l'eau de refroidissement d'un troisième circuit (isolé à son tour du deuxième circuit). Elle peut ensuite revenir dans le générateur de vapeur afin d'y être une nouvelle fois chauffée à l'état de vapeur.
À l'instar des grandes centrales thermiques classiques, les centrales nucléaires utilisent une tour de refroidissement pour faire baisser, grâce à la circulation naturelle de l'air, la température de l'eau de refroidissement utilisée. Ainsi, dans les centrales nucléaires, l'eau du troisième circuit est réutilisée pour refroidir la vapeur dans le condenseur. Seul 1,5 % de cette eau s'évapore: c'est le « panache » qui s'échappe de la tour.
La fission des atomes d'uranium permet de produire la chaleur et la vapeur.
La réaction de fission est obtenue en bombardant les noyaux d'uranium avec des neutrons. En absorbant un neutron se déplaçant à la vitesse adéquate, le noyau se brise en deux. Au terme de cette scission, la masse de particules et des produits de fission obtenus est une fraction plus légère que la masse originale de l'atome lourd et du neutron. Cette masse est transformée en énergie, c'est la loi d'Einstein (E = mc²).
La fission libère aussi quelques neutrons qui entraînent de nouvelles fissions. On obtient donc une réaction en chaîne autoentretenue. Dans une centrale nucléaire, l'homme contrôle cette réaction en chaîne : celle-ci peut être activée, arrêtée et pilotée à l'aide d'une dilution appropriée du circuit primaire ou de barres de contrôle dans le réacteur, qui freinent plus ou moins la réaction en chaîne selon les besoins.
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