Cette page présente une version condensée de l’histoire de l’énergie nucléaire. Bien sûr, il y ade nombreux développements et personnes qui ne sont pas couvertes. Cliquez sur la timeline à droite pour une version plein écran.
Nous avons une histoire beaucoup plus longue sur les programmes de développement de réacteurs américains ici.
Premières découvertes
Aucun progrès scientifique ne commence vraiment. Au contraire, il s’appuie sur le travail d’innombrables autresdécouvertes. Puisque nous devons commencer quelque part, cette histoire commencera en Allemagne, en 1895, où un membre du nom de Roentgen expérimentait des rayons cathodiques dans un tube de verre dont il avait aspiré l’air. À un moment donné, il a couvert l’appareil, mais a remarqué que les plaques photographiques au bord s’allumaient lorsque l’appareil était sous tension. Il s’est rendu compte qu’il regardait un nouveau genre de rayon, et l’a appelé ce que tout physicien raisonnable appellerait un inconnu: le rayon X. Il a étudié ces rayons de manière systématique et a pris la première photo radiographique de la main de sa femme deux semainesplus tard, devenant ainsi le père du diagnostic médical moderne.
Peu de temps après en France, en 1896, un dénommé Becquerel remarqua que s’il laissait des sels d’uranium assis sur des plaques photographiques, ils exposeraient même si aucun tube cathodique n’était sous tension. L’énergie doit provenir de l’intérieur des sels eux-mêmes. Marie Curie et son mari Pierre ont étudié le phénomène et isolé deux nouveaux éléments qui exposaient cette production d’énergie spontanée: le Polonium et le Radium. Ils ont nommé le phénomène radioactivité.
En Angleterre, Ernest Rutherford commence à étudier la radioactivité et découvre qu’il existe deux types de rayons qui sortent différents des rayons X. Il les appelle radiations alpha et bêta. Il découvre plus tard le fait choquant que la grande majorité de la masse des atomes est concentrée dans leurs centres, et découvre ainsi le noyau atomique. Il est largement considéré aujourd’hui comme le père de la physique nucléaire. Il découvre plus tard le rayonnement gamma. En 1920, il théorise l’existence d’une particule neutre dans le noyau appelée neutron, bien qu’il n’y ait aucune preuve que des neutrons existent encore.
En 1932, Chadwick lit quelques résultats publiés de l’enfant de Curie, Irène Joliot-Curie, qui dit que le rayonnement gamma a été trouvé pour éliminer les protons de la cire. Incrédule, il soupçonne qu’ils voient les neutrons de Rutherford et fait des expériences pour le prouver, découvrant ainsi le neutron.
La fission et la bombe
Avec les neutrons autour, tout le monde les tire sur divers nucléides. Assez vite, Hahn et Strassman leur tirent dessus sur des atomes d’uranium et voient un comportement étrange que Lise Meitner et son neveu Frisch identifient comme la division de l’atome, libérant beaucoup d’énergie. Ils l’appellent fission, d’après la fission binaire en biologie.
Szilard reconnaît la fission comme un moyen potentiel de former une réaction en chaîne (qu’il envisageait depuis longtemps). Lui et Fermi font des études de neutronmultiplication et voient que c’est effectivement possible. Ils rentrent chez eux, sachant que le monde est sur le point de changer pour toujours.
Szilard, Wigner et Teller écrivent une lettre au président Roosevelt, l’avertissant des armes nucléaires, et demandent à Einstein de la signer et de l’envoyer (il était plus célèbre).Roosevelt autorise une petite étude sur l’uranium. En 1942, Fermi a créé avec succès la première réaction en chaîne nucléaire artificielle dans un court de squash situé sous le stade de l’Université de Chicago. Le projet Manhattan a démarré à plein régime. Deux types de bombes ont été poursuivis simultanément, l’une fabriquée avec de l’uranium enrichi et l’autre avec du plutonium. Des villes secrètes géantes ont été construites très rapidement. Celui d’Oak Ridge, TNhad un réacteur qui a créé les premières quantités de gramme de plutonium pour l’étude, mais sa tâche principale était d’enrichir l’uranium. Celui de Hanford, dans l’État de Washington, abrite des réacteurs de production de plutonium (les premiers réacteurs nucléaires de grande puissance) et des usines de chimie d’extraction du plutonium. Un autre, à Los Alamos, NM estle site où la technologie qui transforme les matériaux d’armes en armes est développée. Les deux chemins vers la bombe sont réussis. La conception la plus incertaine, le dispositif d’implosion au plutonium (comme Fat Man) est testé avec succès sur le site de Trinity au Nouveau-Mexique en juillet 1945.
La décision est prise de larguer Little Boy et Fat Man sur Hiroshima et Nagasaki, au Japon, les 6 et 9 août 1945. Les villes sont dévastées, avec jusqu’à 250 000 morts. Le Japon se rend sans condition 6 jours plus tard, le 15 août 1945. C’est la première fois que le public se rend compte que les États-Unis développent des bombes.
L’énergie de fission se développe en application
Un réacteur expérimental refroidi par métal liquide en Idaho appelé EBR-I a été attaché à un générateur en 1951, produisant la première électricité d’origine nucléaire. Mais avant que les centrales électriques civiles ne voient le jour, l’amiral Rickover a poussé à utiliser des réacteurs pour alimenter les sous-marins, car ils n’auraient pas besoin de faire le plein ou d’utiliser de l’oxygène pour la combustion. L’USS Nautilus a été lancé en 1954 en tant que premier sous-marin à propulsion nucléaire. Peu de temps après, l’Union soviétique ouvre le premier réacteur non militaire produisant de l’électricité. Basé sur la conception du réacteur sous-marin, le réacteur Shippingport ouvre en 1957 en tant que premier réacteur commercial aux États-Unis.
L’énergie nucléaire se développe et stagne
Dans les années 60 et 70, de nombreux réacteurs nucléaires sont construits pour produire de l’électricité, en utilisant des conceptions très similaires à celles des sous-marins. Ils fonctionnent bien et produisent de l’électricité bon marché et sans émissions avec une empreinte minière et de transport très faible. Un avenir à énergie nucléaire est envisagépar beaucoup. En 1974, la France décide de faire un grand effort pour l’énergie nucléaire et se retrouve avec 75% de son électricité provenant de réacteurs nucléaires. Les États-Unis ont construit 104 réacteurs et en ont tiré environ 20% de son électricité. Finalement, les pénuries de main-d’œuvre et les retards de construction ont commencé à faire augmenter le coût des réacteurs nucléaires, ralentissant leur croissance.
L’accident de Three Mile Island en 1979 et l’accident de Tchernobyl en 1986 ont encore ralenti le déploiement des réacteurs nucléaires. Des réglementations plus strictes ont entraîné une augmentation des coûts. Les tests de sécurité passive de 1986 à EBR-II prouvent que les conceptions avancées de réacteurs (en plus de celles utilisées à l’origine pour fabriquer des sous-marins) peuvent être considérablement plus sûres. Ces tests ont une défaillance majeure sans barres de commande insérées et les réacteurs s’arrêtent automatiquement.
En 1994, le traité de mégatonnes à Mégawatts avec la Russie est signé pour réduire la fusion des ogives nucléaires en combustible de réacteur. À terme, 10% de l’électricité américaine provient d’armes nucléaires démantelées.
À la fin des années 90 et des années 00, le bilan de sécurité phénoménal du parc de réacteurs commerciaux américains (0 décès) et le bon fonctionnement des réacteurs combinés aux inquiétudes persistantes du changement climatique mondial dû aux émissions de carbone font largement parler d’une « renaissance nucléaire », où de nouvelles constructions pourraient redémarrer considérablement. Pendant ce temps, le fort intérêt pour l’Asie se renforce et les plans ambitieux de construction de grandes flottes sont conçus pour satisfaire les besoins énergétiques croissants sans ajouter plus de combustibles fossiles.
En mars 2011, un important séisme et un tsunami ont inondé les réacteurs de Fukushima Daiichi. Les générateurs diesel de secours tombent en panne et la chaleur de désintégrationne peut pas être refroidie. Le carburant fond, l’hydrogène s’accumule et explose (hors confinement). Le rayonnement est libéré, mais une grande partie de celui-ci sort pour se trouverau lieu de dans une zone peuplée. Aucune personne ne s’attendait à mourir d’une dose de rayonnement.
À l’avenir
Mars 2013, le célèbre climatologue James Hansen co-publie un article de la NASA computing selon lequel, même avec les pires estimations d’accidents nucléaires, l’énergie nucléaire dans son ensemble a sauvé 1,8 million de vies en compensant les décès liés à la pollution atmosphérique provenant des centrales à combustibles fossiles.
Septembre 2013, Voyager I entre dans l’espace interstellaire, 36 ans après son lancement. Il est alimenté par un générateur thermique radio-isotopique au plutonium-238.
Visitez notre page principale pour en savoir plus sur l’énergie nucléaire.
- Richard Rhodes, « La fabrication de la bombe atomique », Simon et Schuster, 1986.
- Alvin Weinberg, « La Première ère nucléaire », AIP Press, 1994.
- Toutes les images et de nombreux détails extraits de Wikipédia