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Qu'est-ce qui rend une bombe nucléaire et que se passe-t-il lorsqu'elle explose ? Cette question vient directement de mon élève de 3ème. Explique comme si j'avais cinq ans.
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Toute matière est constituée d'atomes. Tout dans l'univers – les plantes, les gens, les roches, le soleil, les nuages ​​– est composé d'atomes. Les atomes sont comme des blocs de construction - peu importe ce que vous faites : un bâtiment, un aéroport ou un stade - vous utilisez les mêmes blocs de construction. Il existe environ 118 "saveurs" d'atomes différentes. Chaque atome est comme un système solaire - il y a un gros morceau lourd au centre appelé noyau, et un tas d'électrons légers en orbite autour de lui comme des planètes. La différence entre les atomes est la quantité de matière qui se trouve au centre (c'est-à-dire, en utilisant l'exemple de l'étoile, le poids de l'étoile - la quantité de matière qui la compose). Lorsque vous construisez un bâtiment avec des blocs, c'est facile au début, mais plus vous montez, plus il est difficile de le maintenir debout. Souvent, il tombera parce qu'il est fragile. Les atomes sont comme ça : plus vous entasser de choses au centre (le noyau), plus ils sont instables et chancelants. Lorsque le noyau « s'effondre », il s'effondre, tout comme le fait un bâtiment, et fait un grand bruit et dégage beaucoup de chaleur et projette de petits morceaux. Le fait est donc que les atomes plus gros sont instables et qu'ils peuvent se désagréger - et lorsqu'ils le font, ils libèrent de l'énergie et de petits morceaux. Il y a des atomes spéciaux, les plus lourds qui existent, qui sont vraiment, vraiment instables. Nous appelons ces "éléments radioactifs" - radioactifs signifie qu'ils "tomberont" d'eux-mêmes. Si vous avez déjà construit un bâtiment à proximité d'un autre bâtiment, parfois quand l'un d'entre eux s'effondre, celui d'à côté aussi, parce que les éléments du premier bâtiment frappent le second. Cela peut aussi arriver aux atomes. Si un atome proche tombe en panne (c'est ce qu'on appelle la « fission »), des morceaux de celui-ci peuvent heurter un deuxième atome, ce qui provoque sa décomposition (fission) également. Si les atomes sont assez proches les uns des autres, ils peuvent tous commencer à faire comme une rangée de dominos. C'est ce qu'on appelle une réaction en chaîne. Un atome se décompose ou se fissonne - et quand c'est le cas, il libère beaucoup d'énergie (comme les blocs de construction qui tombent sur le sol), et certains de ses morceaux frappent deux autres atomes. Ces atomes se fissionnent et certains de leurs fragments en frappent quatre , puis huit , puis 16 et ainsi de suite . Nous fabriquons des bombes nucléaires en trouvant ces éléments radioactifs spéciaux, puis en les emballant très étroitement ensemble sous une forme très pure. Ensuite , nous ajoutons de l' énergie supplémentaire en les pressant très , très fort avec une explosion . Cela rend les chances qu'un des atomes radioactifs qui se désagrège heurte un autre atome très, très élevé. L'élément comprimé est appelé une masse supercritique, et parce que * tant * de ces atomes « tombent » tous en même temps, ils libèrent une quantité * énorme * d'énergie. Quand ils explosent, nous rassemblons tout le métal radioactif en une seule masse. L'un des atomes de la masse (peu importe lequel, ça arrive tout le temps au hasard) fissionne. Parce que le métal est pressé si étroitement, lorsque cet atome se fissonne (se décompose), certains morceaux de cet atome s'envolent et frappent les atomes proches, les faisant fissionner. Cela continue pendant très, très peu de temps - tout cela se passe extrêmement vite - bien trop vite pour que vous le remarquiez (des milliardièmes de seconde). Au fur et à mesure que la réaction en chaîne se produit, de l'énergie est libérée. Le métal s'échauffe de plus en plus, jusqu'à ce qu'il y ait tellement d'énergie dans le noyau qu'il commence à exploser avec une intense explosion d'énergie. Seule une infime partie de l'élément radioactif a même été utilisée, quelque chose comme 1 %. Mais même cette infime quantité libère une quantité colossale d'énergie - plus que toute l'humanité n'en produit en une journée. Cette énergie est libérée. Même si elle provient d'une source aussi exotique (plutôt que de l'essence ou du bois ou quelque chose d'autre que nous voyons tous les jours), une fois la réaction nucléaire terminée, elle se comporte comme une explosion normale, sauf qu'elle a plus d'énergie que n'importe quelle explosion normale. Restez intéressé par la physique ! C'est le meilleur !