Chapitre d’ouvrage

Chapitre IX. Les découvertes de la fission

Pages 165 à 197

Citer ce chapitre


  • Pinault, M.
(2000). Chapitre IX. Les découvertes de la fission. Frédéric Joliot-Curie (p. 165-197). Odile Jacob. https://shs.cairn.info/frederic-joliot-curie--9782738108128-page-165?lang=fr.

  • Pinault, Michel.
« Chapitre IX. Les découvertes de la fission ». Frédéric Joliot-Curie, Odile Jacob, 2000. p.165-197. CAIRN.INFO, shs.cairn.info/frederic-joliot-curie--9782738108128-page-165?lang=fr.

  • PINAULT, Michel,
2000. Chapitre IX. Les découvertes de la fission. In : Frédéric Joliot-Curie. Paris : Odile Jacob. Hors collection, p.165-197. URL : https://shs.cairn.info/frederic-joliot-curie--9782738108128-page-165?lang=fr.

Notes

  • [1]
    O. Hahn et F. Strassmann, Naturwissenschaften, 6 janvier 1939, 27, p. 11. Citation complète dans Radvanyi-Bordy-1984, p. 147-149. Entretien de CW. avec L. Kowarski, p. 74 et Audition de Kowarski, 14 novembre 1956, USAEC, A. AIP Kowarski 5-12, p. 2. P. Radvanyi qui a rédigé dans les années 50 un historique pour une encyclopédie publiée en Suisse, L’Ère atomique, fondé sur le récit que Joliot lui a fait des circonstances de son entrée dans la course à la réaction en chaîne, indique que Halban avait annoncé par avance à celui-ci la prochaine publication de Hahn et Strassmann.
  • [2]
    TT, p. 41 et F. Joliot, « Preuve expérimentale de la rupture explosive des noyaux d’uranium et de thorium sous l’action des neutrons », 30 janvier 1939, OSC, p. 650.
  • [3]
    Les lettres de Hahn à L. Meitner montrent qu’il est convaincu de la réalité de la fission qu’il appelle « explosion » (« Zerplatzen »). (Sime-1997, 526 p.).
  • [4]
    I. Curie et P. Savitch, OSC, p. 639. Les « transuraniens » sont les « éléments nouveaux » découverts par Fermi ainsi que par Hahn et Strassmann en irradiant l’uranium avec des neutrons. Leur prolifération et les difficultés rencontrées pour leur trouver une case dans le tableau de Mendeleïev parmi les éléments plus lourds que l’uranium, même en multipliant les supposés « isomères », aboutit alors à un imbroglio qui sera dénoué en admettant qu’il s’agit d’éléments légers, connus, formés par éclatement du noyau de l’uranium.
  • [5]
    Frisch-1967, Frisch-1979 et Crawford-1981. Hahn signale brièvement que « durant les quatre années entre 1934 et 1938 nous avons eu quelques controverses avec l’équipe de Paris. (…) Irène Joliot-Curie et son collaborateur Savitch travaillaient sur le même problème. Ils interprétaient leurs résultats un peu différemment de nous ». (Hahn-1968) Entre-temps Fermi a laissé de côté ces recherches sur les « transuraniens » pour s’intéresser aux propriétés particulières des neutrons lents. En 1938 comme en 1932, la tendance de la communauté scientifique, à travers le comité Nobel, est d’attribuer la paternité de la découverte au(x) premier(s) à avoir dit de quoi il s’agit, plutôt que de partager la découverte entre ceux-ci et ceux qui ont été les premiers à signaler le phénomène ou les premiers à vérifier l’hypothèse.
  • [6]
    I. Curie et P. Savitch, 21 mars 1938, « Sur le radioélément de période 3,5 heures formé dans l’uranium irradié par les neutrons », CR (1938), OSC, p. 624-625. Entretien de CW. avec L. Kowarski, p. 70. Selon R. Jungk, on tient à Berlin les travaux faits au Radium pour « peu sûrs » et on dit que « Mme Joliot-Curie tient ses connaissances en chimie de sa célèbre mère, aujourd’hui elles ont un peu vieilli ». (Jungk-1958, p. 65). Une façon d’exprimer de fortes réticences à l’égard des travaux de l’équipe française consiste pour les Allemands à baptiser du nom de « Curiosium » son élément de 3,5 h. (Biquard-1959, p. 53.)
  • [7]
    OSC, p. 628-636. Dans leur note du 30 mai, ils écrivaient : « Nous avons montré (note aux CR, 20 mars 1938) qu’il se forme dans l’uranium irradié par les neutrons un radioélément de période 3,5 heures dont les propriétés chimiques sont semblables à celles des terres rares.(…) Il semble que ce corps ne puisse être qu’un élément transuranien possédant des propriétés très différentes de celles des autres éléments transuraniens connus, hypothèse qui soulève des difficultés d’interprétation. » (OSC, p. 626-627.)
  • [8]
    P. Radvanyi fait remarquer que rien, dans les théories alors admises, ne s’opposait à l’idée que le noyau puisse se briser en deux, mais que personne n’avait fait les calculs permettant de montrer que l’énergie nécessaire pour franchir la barrière de Coulomb était relativement faible, ce qui rendait la « fission » possible. (Entretien avec MP.)
  • [9]
    Témoignage de G.L. Kook dans Glasstone-1967 et Jungk-1958, p. 66. T. Powers rappelle lui aussi les conditions dans lesquelles Hahn s’interroge sur l’interprétation de ses résultats, en soulignant le rôle que joue Bohr. (Powers, 1993, p. 68-70).
  • [10]
    Conférence Nobel d’Irène Curie et Frédéric Joliot, OSC, p. 549.
  • [11]
    F. Joliot, « Preuve expérimentale de la rupture explosive… », OSC, p. 650.
  • [12]
    Kowarski-1946 et Audition de Kowarski, déjà citée, p. 11.
  • [13]
    Jungk-1958, p. 69.
  • [14]
    Entretien de CW. avec L. Kowarski, p. 74-75, et Audition, déjà citée, p. 5. Biquard-1959, p. 54. Le CR d’activité du Laboratoire de Chimie nucléaire comporte l’indication que « les travaux d’outillage ont eu pour objets principaux : le cyclotron (…), l’amplificateur proportionnel, le générateur électrostatique installé à l’École des Travaux publics (Cachan) ». (Annuaire, 39e année, 1938-1939, p. 51). Cet amplificateur proportionnel est-il déjà disponible au laboratoire pour l’expérience de janvier ? C’est peu probable. Un courrier de Kowarski à Joliot, du mois de février, indique qu’un tel appareil est en construction mais qu’il pose des problèmes de maintenance ou de manipulation. (L. Kowarski, 28 février, 1939, AC.JC – non classée). Audition de H. Halban, USAEC, citée dans Weart-1979, p. 99.
  • [15]
    Pestre-1984, p. 223 et suivantes.
  • [16]
    F. Joliot, « Preuve expérimentale de la rupture explosive… », déjà cité. Voir les travaux de Joliot, en 1931, « Sur le phénomène de recul et la conservation de la quantité de mouvement ». (CR, 1931, OSC, p. 236-238, et TT, p. 41).
  • [17]
    Weart-1979, p. 100.
  • [18]
    Peut-être s’y attend-il, car au moment même où Kowarski le félicitait pour le succès de sa démonstration, il lui a répondu : « Vous savez, ne vous faites pas d’illusions. À cette heure-ci il y a déjà de nombreux physiciens qui ont fait cette expérience. » (L. Kowarski à P. Biquard, 9 novembre 1960, A. ESPCI – Fonds PB 10.8.1, et entretien avec CW., p. 75). P. Savich, témoignage cité. Diverses expériences ayant le même objectif que celle de Joliot sont par ailleurs réalisées ce même 26 janvier, à New York, dix jours après l’arrivée de Niels Bohr, porteur de la nouvelle de la découverte de la fission qu’Otto Frisch lui avait livrée avant son départ de Copenhague.
  • [19]
    A. Ligonnière à l’auteur, 16 mai 1995, 12 p. Quarante-cinq ans plus tard, lorsqu’on demande à Ligonnière de raconter ce moment fort de sa carrière, il est aussitôt emporté dans un tourbillon de souvenirs : « Je me suis débrouillé. Alors j’ai fait monter sur un arbre à moteur des cames pour déclencher une partie de la séquence et alors là je mettais en route, j’appuyais sur mon bouton alors tout le système se levait, boum ! Ça éclairait, ça faisait la détente, ça refaisait le vide primaire, quoique le vide primaire, il fallait bien le surveiller parce qu’il ne fallait pas aller trop loin, il fallait que le manomètre à mercure soit bien au vide qu’on voulait. Alors là, vous faisiez une photo, puis tout à coup c’était un brouillard dans tous les sens, bon, il n’y a plus qu’à arrêter. On chauffe, on avait un sèche-cheveux, et on chauffait un peu la paroi doucement, et puis on faisait une détente. Ça colle ! Alors on y va. »
  • [20]
    Kowarski-1946, p. 254. La connaissance de l’énergie des neutrons constitue une étape supplémentaire, étant donné que ce sont les neutrons lents qui provoquent la fission.
  • [21]
    Audition de H. Halban, p. 91 et Entretien de CW. avec L. Kowarski, p. 85.
  • [22]
    « Curriculum vitae – Hans H. Halban », 6 p., 1955, AC.JC – F44. La plupart des autres éléments biographiques concernant Halban sont repris de Goldschmidt-1987, p. 102 et « Hans Halban (1908-1964) », juillet 1965, Nuclear Physics, 1966, 1-11.
  • [23]
    A. Ligonnière, entretien cité.
  • [24]
    L. Kowarski à F. Joliot, 28 février 1939.
  • [25]
    Les premières publications de Fermi et Szilard, à l’Université de Columbia, sont datées du 15 mars. Leurs travaux, comme ceux des Français, s’orientent aussi dans deux voies parallèles : Fermi, Anderson et d’autres choisissent de montrer que des neutrons surnuméraires apparaissent avec la fission, quand Szilard et Zinn tentent de distinguer les neutrons secondaires par leur énergie. (Segrè-1984, p. 287).
  • [26]
    M. Dodé, H. von Halban jun, F. Joliot et L. Kowarski, « Sur l’énergie des neutrons libérés lors de la partition nucléaire de l’uranium », 27 mars 1939, OSC, p. 663.
  • [27]
    L. Szilard à F. Joliot, 31 décembre 1938 et 2 février 1939, AC.JC. Szilard, à Londres, s’est lancé dans la voie de la réaction en chaîne dès la découverte de la radioactivité artificielle. Il songeait alors à « la petite mais réelle possibilité de construire un explosif des milliers de fois plus puissant que celui des bombes ordinaires ». (Weart-1976).
  • [28]
    Jean Perrin, « La recherche scientifique », 1932, et Langevin, « La valeur humaine de la science », 1934. Voir, au sujet de la conférence Nobel de Joliot, les premières lignes de cet ouvrage et F. Joliot, conférence au cercle Peuple et Culture de Grenoble, 4 mars 1936, 4 p., AC.JC. Perrin-1933, déjà citée, et Langevin-1934.
  • [29]
    Discours de F. Joliot pour l’UDIF, sans date, avant la fin de la guerre d’Espagne, 4 p., AC.JC – manuscrits. Biquard signale qu’après les accords de Munich, Joliot a fait partie d’une délégation d’intellectuels reçue par le président de la République : « Joliot fut amené à poser très calmement, mais sans ambages, la question qui était sur les lèvres de tous les présents : “N’y-a-t-il pas chez le ministre des Affaires étrangères plus que de la complaisance ? Ne se trouve-t-on pas en présence d’une complicité frisant la trahison ?” Indigné, le président Lebrun se leva, frappa sur la table, déclara ne pouvoir tolérer qu’un de ses ministres soit ainsi mis en cause et pria sèchement la délégation de se retirer. » (Biquard-1959, p. 64).
  • [30]
    La Lumière, 10 mars 1939. Journal fondé par A. Aulard et F. Buisson, dirigé par Georges Boris. Il groupait de nombreuses signatures, souvent liées à la LDH et au Front populaire. Les signataires de la « lettre ouverte aux quatre Présidents » sont A. Cotton, P. Langevin, C. Mauguin, J. Perrin, L. Febvre, H. Focillon, F. Joliot, H. Piéron, V. Basch, C. Guignebert, H. Hauser, Irène Joliot-Curie, J. Ancel, A. Bayet, A. Rey, E. Vermeil, A. Marquet et C. Koechlin.
  • [31]
    F. Joliot à Georges Raimbaud, le 15 avril 1939, 2 p., AC.JC.
  • [32]
    H. Paxton à I. Zlotowski et à M. Nahmias, déjà citées. Plusieurs lettres, venant entre autres de Columbia, sont muettes à ce sujet. Holweck et Planiol visitent le laboratoire du cyclotron à la fin de janvier et il ne semble pas qu’on les charge d’un message pour Joliot.
  • [33]
    Curie-1955, p. 71.
  • [34]
    Les Tables de constantes avaient été créées par Charles Marie au début du siècle. Celui-ci, qui était à l’origine de la première union internationale, l’Union internationale de Chimie, les autres disciplines ayant suivi, était un ancien élève de l’EPCI, et, après la guerre de 1914-1918, il était devenu le secrétaire général-adjoint de la commission de coopération intellectuelle de la SDN. Cet organisme, présidé par Bergson et fréquenté par Einstein, fut le seul auquel Marie Curie se consacra comme à une tâche militante.
  • [35]
    Entretien de CW. avec L. Kowarski, p. 85. Kowarski est justement un spécialiste des gaz. L’image du gaz neutronique avait été mentionnée par Joliot dès 1933. (F. Joliot, « Le noyau des atomes et le neutron », La Nouvelle Revue française, no 238,1er juillet 1933, p. 6-10).
  • [36]
    Ici intervient le fait qu’un chercheur indépendant comme le Tchèque Placzek pouvait prendre sa part aussi bien dans les recherches du groupe de New York, auprès duquel il était en visite, que dans celles du groupe de Paris, en entretenant une correspondance avec Halban. Ce fut le cas au sujet du mécanisme de capture par résonance. (Weart-1976).
  • [37]
    Weart-1979, p. 126-127, et Weart-1977.
  • [38]
    F. Joliot au rédacteur en chef de Nature, 7 avril 1939, AC.JC-F 27.
  • [39]
    Audition de L. Kowarski, p. 16.
  • [40]
    Ainsi au laboratoire de Lawrence constate-t-on, dès le début des années 30, le même type de problème : « La pression pour obtenir des résultats rapides afin d’encourager les bailleurs financiers continua, avec d’importants effets de précipitation. » (Heilbron et Seidel-1989, p. 161-177).
  • [41]
    F. Joliot à L. Szilard, 19 avril 1939, AIP Kowarski, 2-14.
  • [42]
    Les premières approches de Szilard et Wigner en direction d’Einstein datent de juillet 1939 et permettent d’alerter le président Roosevelt à l’automne. Voir le rapport officiel américain : Smyth-1945.
  • [43]
    Audition de H. Halban, citée dans Weart-1979, p. 125.
  • [44]
    F. Perrin, « Calcul relatif aux conditions éventuelles de transmutation en chaîne de l’uranium » (I) et (II), CR, 1939, 208, p. 1394 et p. 1573. Schmidt-1990, entretien avec F. Perrin, p. 191-199. Baton et Neveu-1998. G. Charpak, « La vie et l’œuvre de Francis Perrin », CR, série générale, t. 10, 1993, no 5, p. 541-545. L. Michel, « Les années d’avant-guerre ; Francis Perrin chercheur », Hommage à Francis Perrin, brochure du CEA, 9 juin 1993. La réaction est « divergente » lorsque, en moyenne, plus d’un neutron libéré par une fission provoque une nouvelle fission. Faute de quoi la réaction, amorcée par des neutrons apportés par une source, s’éteint, s’étouffe.
  • [45]
    Le brevet concernant l’explosif nucléaire ne contient aucune allusion précise à la perspective d’arriver un jour à séparer et concentrer l’235U pour obtenir un explosif dont la masse critique serait réduite à quelques kilogrammes malgré l’existence de l’article de Bohr, de février 1939, présentant l’hypothèse selon laquelle c’est l’isotope 235 de l’uranium qui est fissile.
  • [46]
    Notice sur F. Perrin, AFP Sciences, no 829, 9 juillet 1992, p. 27. Audition de H. Halban. Une étude serait nécessaire pour savoir si les Allemands ont eu connaissance de ces brevets, soit par des fuites, soit lorsqu’ils se sont saisis, en juin 1940, d’un ensemble de dossiers appartenant au ministère français de l’Armement. (Entretien de MP. avec P. Radvanyi).
  • [47]
    Audition de H. Halban et F. Joliot à l’UMHK, 4 mai 1939, AC.JC-F28.
  • [48]
    « Laïus fait au Syndicat des Instituteurs », non daté mais postérieur à avril 1938, AC.JC. Le Department of Scientific and Industrial Research (DSIR), qui date des années 20, est dirigé par le physicien Edward Appleton.
  • [49]
    Convention, « Paris, le 13 mai 1939 », signée par F. Joliot-Curie et G. Lechien, 3 p., AC.JC-K 4b.
  • [50]
    Audition de L. Kowarski.
  • [51]
    Halban à Placzek, 9 mai 1939, citée dans Weart-1979, p. 155.

La succession d’expériences à la fin de 1938 et de publications pendant les premiers mois de 1939 qu’on regroupe sous le vocable unique de découverte de la fission est à l’origine d’un immense champ de recherches fondamentales et appliquées, centrées sur l’étude de l’énergie du noyau et de son utilisation dans le domaine industriel ou militaire. Tandis que de nombreux physiciens de premier plan s’en tiennent à une étude ordonnée, systématique et progressive, et somme toute classique, de la fission, Joliot, entouré d’une petite équipe de chercheurs, se jette à corps perdu dans une tentative de vérifier qu’une réaction en chaîne auto-entretenue peut être provoquée dans l’uranium soumis à un bombardement de neutrons. C’est là se focaliser sur un aspect particulier de la nouvelle découverte, sur une éventuelle application, plus que sur son aspect fondamental. Mais en se portant sur ce front de recherche, tandis que la menace de la guerre se précise, qu’elle rend aléatoire l’aboutissement de ses efforts et d’autant plus grande son impatience d’aboutir, et bien que les applications envisageables ne se concrétiseront pas avant plusieurs années, Joliot s’intéresse à l’aspect essentiel, le plus innovant, de la découverte, celui qui remet le plus fondamentalement en cause la vision du noyau qui restait dominante dans la communauté des chercheurs nucléaires. En réalité, sa forte sensibilité aux hypothèses et aux pistes porteuses de développements nouveaux s’allie à cette occasion à sa capacité d’inventer les expériences subtiles et les démonstrations fulgurantes qui lui permettent de s’approprier ce domaine de recherches…


Date de mise en ligne : 10/12/2021

Ce chapitre est en accès conditionnel

Acheter cet ouvrage

19,99 €

1094 pages, format électronique (HTML et feuilletage, par chapitre)

Acheter ce chapitre

5,00 €

33 pages format électronique (HTML et feuilletage)
Membre d'une institution cliente ?