Cet événement a facilité le début du projet Manhattan menant à la création de la bombe atomique
LA DÉCOUVERTE DE LA FISSION Berlin, Allemagne (1938-1939)
Un système solaire miniature, 1890-1919
Bombardement atomique, 1932-1938
La découverte de la fission, 1938-1939
La fission arrive en Amérique, 1939
Le mot anglais « atom » dérive du mot grec « atomon », qui signifie « ce qui ne peut être divisé ». En 1938, la communauté scientifique a donné tort aux philosophes grecs en divisant l’atome.
Extrait de la bande dessinée « Adventures Inside the Atom ». Cliquez sur cette image ou visitez la « Bibliothèque » pour voir toute la bande dessinée. La fission, la base de la bombe atomique, a été découverte dans l’Allemagne nazie moins d’un an avant le début de la Seconde Guerre mondiale. C’est en décembre 1938 que les radiochimistes Otto Hahn (ci-dessus, avec Lise Meitner) et Fritz Strassmann, en bombardant des éléments avec des neutrons dans leur laboratoire de Berlin, font leur découverte inattendue. Ils ont constaté que si les noyaux de la plupart des éléments changeaient quelque peu pendant le bombardement de neutrons, les noyaux d’uranium changeaient considérablement et se brisaient en deux morceaux à peu près égaux. Ils se sont séparés et ne sont pas devenus les nouveaux éléments transuraniens que certains pensaient Enrico Fermin’ avait découvert que des isotopes radioactifs du baryum (le baryum a le numéro atomique 56) et d’autres fragments de l’uranium lui-même.
Les substances que Fermi avait créées dans ses expériences, c’est-à-dire qu’elles ressemblaient plus qu’à des éléments plus légers — c’étaient des éléments plus légers. Les produits de l’expérience Hahn-Strassmann pesaient moins que celui du noyau d’uranium d’origine, et c’est là que réside la signification principale de leurs découvertes. Il s’ensuit de l’équation E=mc² d’Albert Einstein que la perte de masse résultant du processus de division doit avoir été convertie en énergie sous forme d’énergie cinétique qui pourrait à son tour être convertie en chaleur. 
Les calculs effectués par l’ancienne collègue de Hahn, Lise Meitner (ci-dessus, avec Otto Hahn), une réfugiée du nazisme séjournant alors en Suède, et son neveu, Otto Frisch, ont conduit à la conclusion que tant d’énergie avait été libérée qu’une sorte de processus était à l’œuvre. Frisch, empruntant le terme pour la division cellulaire en biologie – la fission binaire – a nommé le processus « fission ». Fermi avait produit la fission en 1934 ; il ne l’avait tout simplement pas reconnu.
Il est vite devenu clair que le processus de fission découvert par Hahn et Strassmann avait une autre caractéristique importante en plus de la libération immédiate d’énormes quantités d’énergie. C’était l’émission de neutrons. L’énergie libérée lors de la fission de l’uranium a fait « bouillir » plusieurs neutrons des deux fragments principaux lorsqu’ils se sont séparés. Etant donné le bon ensemble de circonstances, peut-être que ces neutrons secondaires pourraient entrer en collision avec d’autres atomes et libérer plus de neutrons, se brisant à leur tour sur d’autres atomes et, en même temps, émettant continuellement de l’énergie. Partant d’un seul noyau d’uranium, la fission pourrait non seulement produire des quantités substantielles d’énergie, mais aussi conduire à une réaction créant des quantités d’énergie toujours croissantes. La possibilité d’une telle » réaction en chaîne » (à gauche) a complètement modifié les perspectives de libération de l’énergie stockée dans le noyau. Une réaction auto-entretenue contrôlée pourrait permettre de générer une grande quantité d’énergie pour la chaleur et l’électricité, tandis qu’une réaction incontrôlée pourrait créer une explosion d’une force énorme.
Le physicien Enrico Fermi produit la première réaction nucléaire en chaîne
Having read a review of Otto Hahn & Lise Meitner's #nuclear-fission experiment & remembering H G Well's #sciencefiction novel about atomic power 'The World Set Free' Szilárd was annoyed with Lord Rutherford's dismissal of nuclear power summarized in The Times on September 12th pic.twitter.com/y6RqpjjvMv
— Lunar Heritage (@Lunarheritage) May 30, 2018
Enrico Fermi, physicien d’origine italienne et lauréat du prix Nobel, dirige et contrôle la première réaction nucléaire en chaîne dans son laboratoire sous les gradins de Stagg Field à l’Université de Chicago, inaugurant l’ère nucléaire. Une fois l’expérience réussie, un message codé fut transmis au président Roosevelt : « Le navigateur italien a atterri dans le nouveau monde. À la suite de la découverte du neutron par Sir James Chadwick en Angleterre et de la production de radioactivité artificielle par les Curie, Fermi, professeur de physique à temps plein à l’Université de Florence, a concentré ses travaux sur la production de radioactivité en manipulant la vitesse des neutrons dérivés du béryllium radioactif. 
D’autres expériences similaires avec d’autres éléments, dont l’uranium 92, ont produit de nouvelles substances radioactives ; Les collègues de Fermi pensaient qu’il avait créé un nouvel élément « transuranien » avec un numéro atomique de 93, le résultat de la capture d’un neurone par l’uranium 92 sous bombardement, augmentant ainsi sa masse atomique. Fermi est resté sceptique quant à sa découverte, malgré l’enthousiasme de ses collègues physiciens. Il devient croyant en 1938, lorsqu’il reçoit le prix Nobel de physique pour « son identification de nouveaux éléments radioactifs. » Bien que les déplacements aient été restreints pour les hommes dont le travail était jugé vital pour la sécurité nationale, Fermi a été autorisé à quitter l’Italie et à se rendre en Suède pour recevoir son prix. Lui et sa femme, Laura, qui était juive, ne sont jamais revenus ; à la fois craint et méprisé le régime fasciste de Mussolini.
Fermi a immigré à New York City-Columbia University, en particulier, où il a recréé plusieurs de ses expériences avec Niels Bohr, le physicien d’origine danoise, qui a suggéré la possibilité d’une réaction nucléaire en chaîne. Fermi et d’autres ont vu les applications militaires possibles d’une telle puissance explosive et ont rapidement composé une lettre avertissant le président Roosevelt des dangers d’une bombe atomique allemande. La lettre fut signée et remise au président par Albert Einstein le 11 octobre 1939. Le projet Manhattan, le programme américain visant à créer sa propre bombe atomique, en fut le résultat. Il incombait à Fermi de produire la première réaction nucléaire en chaîne, sans laquelle une telle bombe était impossible. Il a créé un laboratoire truqué par un jury avec l’équipement nécessaire, qu’il a appelé une «pile atomique», dans un court de squash au sous-sol de Stagg Field à l’Université de Chicago. Sous les yeux de collègues et d’autres physiciens, Fermi a produit la première réaction nucléaire en chaîne auto-entretenue et le « nouveau monde » de l’énergie nucléaire est né.
Fission de l’uranium
En 1939, l’atome d’uranium a été divisé pour la première fois à l’aide du cyclotron de l’Université Columbia à New York. Ainsi commença le projet Manhattan, menant à la construction de la bombe atomique. Le projet a ensuite été déplacé à l’intérieur des terres à l’Université de Chicago pour protéger la recherche de tout bombardement allemand possible de New York. (De plus, le poids de l’appareil était si important que le sol risquait de s’effondrer !) Le cyclotron qui a réalisé la toute première expérience de fission a été conçu et construit (1935-36) par John R. Dunning, qui devint doyen de l’école d’ingénieurs, 1950-69). En 1965, le cyclotron a été transféré au Smithsonian Institute. L’invention originale du premier cyclotron était par le physicien Ernest Lawrence.
Ernest Lawrence (1901-1958)
Physicien américain qui a reçu le prix Nobel de physique en 1939 pour son invention du cyclotron, le premier dispositif de production de particules à haute énergie. Son premier appareil, construit en 1930, utilisait un aimant de 10 cm. Il a accéléré des particules dans un cylindre à vide poussé entre les pôles d’un électromagnétique pour confiner le faisceau à un chemin en spirale, tandis qu’un courant alternatif élevé la tension augmente l’énergie des particules. Des modèles plus grands construits plus tard ont créé des faisceaux de 8 x 104 eV. En faisant entrer en collision des particules avec des noyaux atomiques, il a produit de nouveaux éléments et une radioactivité artificielle. En 1940, il avait créé du plutonium et du neptunium. Il a étendu l’utilisation du rayonnement atomique dans les domaines de la biologie et de la médecine. L’élément 103 a été nommé Lawrencium en hommage à lui.
John R. Dunning (1907-1975)
John Ray Dunning était un physicien nucléaire américain dont les expériences sur la fission nucléaire ont contribué à jeter les bases du développement de la bombe atomique. Après que la fission de l’isotope rare de l’uranium U235 ait été vérifiée dans une expérience utilisant une quantité microscopique (0,02 millionième de gramme), il restait une grande difficulté à séparer l’U235 de l’U238 plus abondant. Dunning a dirigé l’équipe de recherche de l’Université de Columbia qui a étudié la méthode de diffusion gazeuse pour la séparation de l’uranium. Ce processus était basé sur la taille légèrement plus petite des molécules d’isotope U235. Lorsqu’il était poussé à travers une barrière poreuse, l’U235 se déplaçait plus rapidement et plusieurs répétitions produisaient de l’U235 presque pur.
https://www.osti.gov/opennet/manhattan-project-history/Events/1890s-1939/discovery_fission.htm
https://www.history.com/this-day-in-history/fermi-produces-the-first-nuclear-chain-reaction
https://todayinsci.com/8/8_08.htm#LawrenceErnest