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APPROCHE DE L'INFINIMENT PETIT PAR L'INFINIMENT GRAND : études du nombre "e"

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vendredi 28 juillet 2023

EN AVAL DE LA DÉCOUVERTE DE LA FISSION NUCLEAIRE PAR LISE MEITNER : LA DERMINATION DE LA MASSE CRITIQUE D'UNE BOMBE ATOMIQUE PAR SON NEVEU

ILS ONT A JAMAIS CHANGE L"HISTOIRE DU MONDE

UN TRIO IMPENSABLE / INFERNAL : REEL DÉTONATEUR DE L'ERE ATOMIQUE.....

PREMIERS CALCULS PERTINENTS de la MASSE CRITIQUE en fin d'article

à la tête, bien au dessus du sujet, une femme

juive autrichienne

pacifiste

qui n'eu jamais le prix Nobel

et qui refusera jusqu'à sa mort de cautionner l'affreuse bombe.....

LISE MEITNER (physicienne pacifiste) découvre contre toute attente la fission nucléaire avec un énorme dégagement d’énergie (fin 1938 début 39)




OTTO FRISH son neveu déterminera avec une grande précision, un an plus tard, la masse critique d'une probable "Super BOMBE" transportable en avion (printemps 1940) : travaux en tandem avec PEIERLS

à droite / droite le DANOIS Niels BOHR père et initiateur de la théorie des structures atomiques (1913)

entre temps .....

ALBERT EINSTEIN, grâce à son immense notoriété, avait déjà "vendu" (octobre 1939) le projet de réalisation de l'affreuse bombe hyper puissante mais lourde, transportable "seulement en bateau" au président des Etat Unis F. ROOSEVELT....en cela EINSTEIN s'appuyait sur le brevet Français  N° 971 324 du 4 mai 1939 déposé par Frédéric Joliot Curie, Hans Von Halban et Lew Kowarski.

Nb : dans ce brevet, le calcul de la masse critique est très "approximatif par excès"

....et puis, et puis, entre la fin 1942 et 1'été 1945, soit en 3 ans environ les Etats Unis arriverons à mettre au point cet "L'effroyable engin" qu'est une bombe atomique.Le premier essai nucléaire, baptisé « Trinity », a lieu le 16 juillet 1945 près d’Alamogordo, à 400 km de Los Alamos. 

.....et puis, Les bombardements atomiques d'Hiroshima et de Nagasaki, ultimes bombardements stratégiques américains au Japon, ont lieu les 6 et 9 août 1945 sur les villes d'Hiroshima et de Nagasaki


voici les 2  courriers échangés entre EINSTEIN et ROOSEVELT :



Voici les 4 pages du brevet Français de la bombe atomique : le N° 971 324 du 4 mai 1939





LE RE-CALCUL TRÈS PRECIS DE LA MASSE CRITIQUE PAR FRISCH et PEIERLS
"le calcul qui permis de précipiter la construction de la bombe"

https://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9morandum_de_Frisch_et_Peierls

EXTRAIT :

Le mémorandum de Frisch et Peierls, daté de mars 1940 et écrit par Otto Frisch et Rudolf Peierls, a démontré la faisabilité d'une bombe A transportable par avion1.

Description[modifier | modifier le code]

Badge d'Otto Frisch pendant son travail à Los Alamos.

Le mémorandum a été transmis à leur professeur, Marcus Oliphant, alors qu'ils travaillent tous deux à l'université de Birmingham2. Ce dernier le fait passer à Henry Tizard, président du Committee on the Scientific Survey of Air Defence (en)3, qui à son tour, demande la mise sur pied de ce qui va devenir la commission MAUD. Le mémorandum (dont un exemplaire est gardé dans les archives publiques britanniques à Kew) est daté de mars 19404. Il contient de nouveaux calculs sur la dimension de la masse critique nécessaire pour une bombe atomique, et contribue à l'accélération des efforts américains et britanniques pour construire une telle bombe pendant la Seconde Guerre mondiale.

Ces deux hommes sont les premiers à calculer qu'une bombe atomique nécessitera environ une livre de l'isotope 235U. Auparavant, on supposait qu'il faudrait plusieurs tonnes d'uranium, ce qui conduisait à la conclusion d'une possibilité théorique, mais non d'un dispositif militaire concret. Une lettre adressée au président américain Franklin D. Roosevelt, signée par Albert Einstein (mais écrite par Leó Szilárd), a suggéré qu'elle pourrait être transportée par bateau, mais qu'elle serait trop grosse pour être larguée d'un avion.

Le mémorandum contient deux parties. La seconde est une explication scientifique des conclusions. La première est une esquisse élégante et exhaustive des implications de ces calculs. Elle conclut que la meilleure défense contre une telle arme sera de la mettre au point avant l'Allemagne. 

LE FAMEUX MEMORANDUM FRISCH - PEIERLS

https://en.wikipedia.org/wiki/Frisch%E2%80%93Peierls_memorandum

EXTRAIT au sujet des calculs :

Calculs modifier ]

Le point de départ de Peierls était un article de Francis Perrin, dans lequel il avait dérivé des calculs de masse critique en termes de constantes nucléaires. Les physiciens ont considéré une sphère, qui a la surface minimale pour un volume donné. Une masse critique se produit lorsque le nombre de neutrons produits est égal au nombre qui s'échappe. Perrin a supposé que le libre parcours moyen était beaucoup plus grand que le rayon de la sphère. Peierls n'était pas d'accord et a commencé ses propres calculs. Une idée clé est venue de Frisch, qui s'est demandé ce qui se passerait si, au lieu de l'uranium naturel, une sphère de l'isotope de l'uranium 235 était utilisée. [42] Par définition, le libre parcours moyen est :

où  est le libre parcours moyen, n est le nombre de particules cibles par unité de volume et σ est la section efficace de fission Peierls n'a pas effectué le calcul, laissant cette tâche à Frisch. [43] La chimie de l'uranium n'était pas bien connue à l'époque et Frisch croyait que sa densité était de 15 grammes par centimètre cube (0,54 lb/cu in); [44] la valeur réelle est d'environ 19 grammes par centimètre cube (0,69 lb/cu in). [45] La valeur de la section efficace de fission était plus problématique. Pour cela, Frisch s'est tourné vers un article de Nature de 1939 par LA Goldstein, A. Rogozinski et RJ Walen au Radium Instituteà Paris, qui a donné une valeur de(11,2 ± 1,5) × 10 -24  cm 2 . [46] C'était trop grand par un ordre de grandeur ; une valeur moderne est d'environ1,24 × 10 -24  cm 2 . [45] À partir des valeurs dont il disposait, Frisch a calculé la valeur du libre parcours moyen de l'uranium 235 à l'aide de la constante d'Avogadro :

Peierls et Frisch ont affirmé que le rayon critique était d'environ 0,8 fois le libre parcours moyen. [44] À partir de là, Frisch a pu calculer le volume de la sphère à partir de l'équation bien connue :

La masse devient alors :

Frisch et Peierls ont alors considéré la vitesse d'une réaction en chaîne de fission de l'uranium, de nature exponentielle, où « τ est le temps nécessaire pour que la densité de neutrons se multiplie par un facteur e ». Les données disponibles étaient très approximatives, mais leur point central - qu'une bombe était possible en utilisant des neutrons rapides (~ 2 MeV) - demeure. Jeremy Bernstein a fait remarquer à propos de cet effort: "Permettez-moi de faire la même remarque en posant une question quelque peu différente mais en utilisant les chiffres corrects. Combien de temps faut-il pour fissionner un kilogramme de 235 U en utilisant des neutrons rapides?" [39] En utilisant des valeurs modernes, il a trouvé que c'était "égal à environ une microseconde, ce qui fait ressortir la rapidité de la fission avec les neutrons de fait [ sic ]". [39]

Dans le mémorandum original, si les neutrons avaient des vitesses de 10 9 cm/s, alors ils auraient un temps moyen entre les collisions de fission de 2,6 × 10 -9  s . Par conséquent, le temps de fission de Bernstein pour un kilogramme d'uranium 235 est trouvé en résolvant:

où τ est le temps moyen pour que la densité des neutrons de fission augmente de e . Étant donné le temps de doublement

cela impliquait un temps de repliement exponentiel de fission moyen de

Cela a conduit à un calcul de l'énergie libérée, que Peierls a estimée à environ :

où M est la masse de la sphère, r est le rayon et 0 est le rayon de masse critique. [47]

La conclusion tirée était que quelques kilogrammes exploseraient avec l'énergie de milliers de tonnes de dynamite. [47]

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