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Pourquoi est-ce si difficile de fabriquer une bombe nucléaire ? Pourquoi est-ce si difficile, j'ai cherché sur Internet et je n'ai rien trouvé d'utile ? Explique comme si j'avais cinq ans.
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Il existe deux types de bombes nucléaires, à canon et à implosion. Les bombes de conception d'armes à feu sont en fait très simples, il s'agit essentiellement de deux morceaux d'uranium qui sont tirés l'un contre l'autre à l'aide d'un mécanisme semblable à celui d'un pistolet. Les explosions nucléaires se produisent lorsque vous atteignez ce qu'on appelle la « masse critique ». Fondamentalement, cela signifie qu'il y a suffisamment d'uranium entassé dans un espace suffisamment petit pour qu'il puisse réagir avec lui-même, provoquant une réaction en chaîne et une explosion. La conception du pistolet a des morceaux de demi-sphère qui ont environ la moitié de la masse critique, puis il les tire ensemble de sorte qu'il forme un morceau de masse critique. Le deuxième type est plus compliqué, en gros vous avez une sphère d'uranium qui a des explosifs tout autour. Les explosifs doivent être très soigneusement conçus afin de comprimer la sphère de manière égale tout autour lorsqu'ils explosent. Celles-ci sont appelées charges creuses et constituaient l'une des difficultés à faire fonctionner correctement les bombes. La conception de l'implosion est plus puissante lorsqu'elle se déclenche correctement, donc toutes les bombes modernes sont conçues comme ça. Mais comme vous pouvez l'imaginer, il est vraiment difficile de faire en sorte que des centaines d'explosions se déclenchent parfaitement en synchronisation. Cette conception fonctionne en comprimant le seul bloc d'uranium qui est trop gros pour être une masse critique, en un bloc plus petit et plus comprimé qui est une masse critique. Mais évidemment, il doit être compressé de la bonne manière, sinon les choses tournent mal. Mais cela ne tient pas compte de la principale difficulté qui est en fait l'obtention de l'uranium. La plupart de l'uranium normal extrait du sol est U238, 99,3% en fait. Cependant, pour fabriquer une bombe, vous avez besoin d'uranium composé principalement d'U235 (environ 0,7% dans le sol, et vous devez en faire environ 80% pour être de qualité militaire). Filtrer les 238 pour ne laisser que 235 s'appelle l'enrichissement et c'est une chose compliquée. La première technique qui a été utilisée dans le projet Manhattan s'appelait la « séparation électromagnétique ». Dans ce cas, vous prenez de l'uranium naturel et vous le vaporisez, puis vous l'ionisez (ce qui signifie essentiellement lui donner une charge électromagnétique). Ensuite, vous faites passer cette vapeur d'uranium ionisé à travers un champ magnétique et le champ magnétique plie le chemin de l'U235 légèrement plus qu'il ne le fait de l'U238. Vous pouvez l'utiliser pour capturer l'U235 dans son chemin séparé. Les machines pour ce faire s'appelaient "Calutrons", la plupart de l'U235 qui est entré dans la bombe d'Hiroshima a été fabriqué avec cette technique, mais même avec des dizaines de ces machines massives en marche, il a fallu plusieurs années pour fabriquer suffisamment d'uranium pour une bombe. Ils n'étaient pas très efficaces. Un procédé d'enrichissement d'uranium plus moderne est appelé diffusion gazeuse, dans lequel vous fabriquez le composé gazeux hexafluorure d'uranium en mélangeant de l'uranium naturel avec du fluorure. Et forcez-le à travers une membrane semi-perméable en Telfon, lorsque vous faites cela, le U235 plus léger se déplace plus rapidement à travers la membrane que le U238 plus lourd, vous pouvez donc le séparer de cette façon. La vraie difficulté de cette méthode est de trouver un matériau semi-perméable, mais non corrodé par le très corrosif hexafluorure d'uranium. Une autre technique moderne sont les centrifugeuses à gaz. Fondamentalement, vous utilisez le même hexafluorure d'uranium, mais le faites tourner très très vite dans des tubes. L'U238 plus lourd va aux parties extérieures du tube afin que vous puissiez le filtrer. Cependant, vous devez faire tourner ces choses très rapidement, comme 90 à 100 000 tr / min. La principale difficulté ici est donc de fabriquer un tube capable de supporter des vitesses aussi massives sans se déchirer. Les centrifugeuses appropriées sont fabriquées en acier maraging, qui est cet acier à très haute résistance, et celles-ci peuvent atteindre les vitesses folles que j'ai mentionnées ci-dessus. Les centrifugeuses à gaz sont la technique la plus courante de nos jours, et vous lirez souvent des articles sur l'Iran, etc. ayant des centrifugeuses. Il est très difficile de fabriquer des tubes aussi parfaits si massivement solides sans acier maraging, et l'acier maraging est fortement surveillé pour le commerce international, de sorte que l'Iran a dû utiliser des tubes en aluminium. Ces tubes en aluminium ne sont pas aussi bons, vous ne pouvez donc pas les faire tourner aussi vite, ce qui signifie qu'ils sont beaucoup moins efficaces. Tant et si bien que même avec les centaines de centrifugeuses que possède l'Iran, il leur faudra un an ou deux pour fabriquer assez d'U235 pour une bombe plutôt que des semaines/mois avec des plus high-tech. J'ai aussi omis de mentionner le plutonium ici, si brièvement : Il y a un deuxième matériau que vous pouvez utiliser pour fabriquer des bombes, le plutonium, spécifiquement le Pu239. Or le plutonium n'existe pas vraiment dans la nature , il faut donc le fabriquer . Et vous le faites à l'intérieur des réacteurs nucléaires. En exposant l'U238 au rayonnement neutronique à l'intérieur d'un réacteur nucléaire, vous pouvez le transformer en plutonium. Cependant , comme l' Uranium , il en existe deux types principaux , le Pu239 , qui est la substance que vous voulez pour les bombes , et le Pu240 qui contamine le Pu239 et fait « pétiller » les bombes fabriquées à partir de lui s'il y a trop de 240 . Ainsi, afin de maintenir les niveaux de Pu240 bas, vous devez exposer votre uranium aux radiations uniquement pendant des périodes de temps relativement courtes. Pour cela, vous devez essentiellement concevoir un réacteur nucléaire qui vous permette de retirer fréquemment l'ancien combustible et d'en mettre du nouveau sans avoir à arrêter tout le réacteur. C'est pour cette raison que les programmes nucléaires civils de certains pays sont regardés avec suspicion. Certaines conceptions permettent ce type de ravitaillement rapide tandis que d'autres ne le permettent pas. Quoi qu'il en soit, la deuxième bombe qui a frappé Nagasaki a été fabriquée avec du plutonium. * * Modifier * * : Ajout de beaucoup plus d' informations . * * Modifier * * : De plus , [ consultez cette conférence ] ( URL_0 ) c'est merveilleux et donne toutes ces informations dans un langage que la plupart des gens peuvent comprendre .