Hiroshima étude

a).

Selon la celebre formule d'einstein: E=mC²[E=énergie(joules), m=masse(kg), C= célérité(m/s)] qui met en relation masse et énergie,si lors de la fission un noyau d'uranium 235 perd la masse de: 3,15* 10^-28 kg alors:

E= (3,15* 10^-28)(3*10^8)²

donc l'énergie libérée par la fission d'un noyau d'uranium 235 est de 2,835*10^-11 joules

Schéma de la fission de l'uranium 235:

b) composition de la bombe

La bombe a un poids d'environ 4 tonnes dont 64,2 kg d'uranium 235 sa taille était de 3m de long et 71 cm de diamètre. elle a été baptisée « Little Boy », en raison de sa petite taille comparé a la bombe « fat man » qui fut utilisée, plus tard, a nagasaki.

Pour maitriser la fission,l'uranium 235 a été divisé en deux blocs: le projectile et la cible afin que la masse des noyaux d'uranium soit sub-critique( pas assez pour entretenir une reaction en chaine qui aboutirait a une explosion) avant l'explosion. Et lorsque que la bombe doit exploser les deux parties sont réunis afin que la masse des noyaux d'uranium soit surcritique:64,2 kg( supérieure a la masse critique:52kg et donc amplement suffisante pour entretenir une réaction en chaine)

le baromètre permettait de mesurer la pression atmosphérique et ainsi d'exploser a une altitude précise(580m au dessus de la ville) ou elle causerait un maximum de dégâts(schéma composant 6)

Le projectile était un cylindre d'environ 16 cm de longueur et 10 cm de diametre

avec 40% de la masse totale d'uranium : 25,6 kg. c'etait un empilement de

6 anneaux d'uranium protegés par une plaque en acier et en tungstène. (voir schéma composant 5)

tout cela était enfermé dans une boite en acier de 2 millimetres d'epaisseur.

La cible etait un cylindre creux, permettant d'accueillir le projectile, elle mesurait 16

cm de longueur, un diametre de 16 cm et avait une masse superieure a celle du projectile

: 38,6 kg.(schéma composant 12)

Les deux parties étaient protegees dans des gaines en bore destinees a absorber les

neutrons. Lorsque le projectile atteignait la cible, la protection en bore devait sauter et

etre projetee dans une cavite placee dans le nez de la bombe.(schéma composant 16)

Le systeme de réflecteurs pour concentrer les neutrons était composée de tungstène et d'acier. Cette partie pesait au total 2,3 tonnes la cible venait se nicher dans cette pièce.(schéma composant 13)

L'ensemble du canon, les matieres fissiles et les explosifs, était entoure par une épaisse

couche de plomb d'environ 60 centimetres d'épaisseur qui permettait de limiter le rayonnement et d'eviter les accidents. Son autre rôle etait de proteger des radiations les divers dispositifs mecaniques et electroniques de la bombe.

Le tube du canon avait un diametre d'environ 10 cm pour une longueur de 180 cm. L'ensemble pesait au total 450 kg.(schéma composant 9)

Pour projeter la « balle » d'uranium a la vitesse de 300 m/s, on a utilisé de la cordite, un explosif d'artillerie a base de nitrocellulose et de nitroglycerine,(schéma composant 4)

Une fois les deux blocs réunis, l'initiateur de neutrons commence le processus de fission(schéma composant 14)

1. Aileron stabilisateur

2. Fut en acier

3. Détonateur

4. Charge explosive (cordite)

5. Projectile en uranium 235, six anneaux dans

une ne boite en acier (poids total : 26 kg)

6. Entrees pour les instruments de mesure et le

barometre

7. Enveloppe de la bombe

8. Fusible et dispositif d'armement

9. Canon en acier d'environ 10 cm de diametre et

2 metres de long

10. Cables d'armement

11. Fut de reception en acier

12 . Cible en uranium 235, deux anneaux d'un total

de 38 kg

13. Reflecteur en carbure de tungstene

14. Initiateur de neutrons

15. Antennes du radar Archie

16.Cavitée destinee a recevoir le cylindre de securite en bore

vidéo récapitulative

les impacts

La bombe provoqua la mort d'environ 70.000 personnes immédiatement après l'explosion, beaucoup périrent plus tard de maladies liées aux radiations. Sa puissance était de 13 kilotonnes.

Voici la zone de la ville touchée par la bombe:

La bombe a généré 3 facteurs de destruction:

Le premier est, l’énergie thermique libérée dans l’atmosphère qui transforme l’air en une boule de feu d’environ un kilomètre de diamètre et de plusieurs millions de degrés stationnant quelques secondes au-dessus de la ville. Au sol, la température atteint plusieurs milliers de degrés sous le point d’impact. Dans un rayon de 1 km, tout est instantanément réduit en cendres. Jusqu’à 4 km de l’épicentre, bâtiments et humains prennent feu spontanément ; les personnes situées dans un rayon de 8 km souffrent de brûlures au 3ème degré.

Le second est l’onde de choc: engendrée par la phénoménale pression due à l’expansion des gaz chauds, elle progresse à une vitesse de près de 1.000 km/h, semblable à un mur d’air solide. Elle s'étend dans un rayon de 2 km. Sur les 90.000 bâtiments de la ville, 62.000 sont rasés.

Le troisième effet, celui des rayonnements, est le plus spécifique à la bombe, mais pas le moins meurtrier. Cet effet est a long terme en raison des retombées radioactives. Un atome émet des radiations lorsque son noyau se désintègre.

La bombe a émis 3 types de rayonnements(radiations):

-le rayonnement alpha: quand l'uranium se désintègre, il émet des particules alpha c'est a dire des noyaux d'hélium avec 2 neutrons et 2 protons. Ces particules peuvent être stoppées par une simple feuille de papier mais elles peuvent générer des cancers.

-le rayonnement bêta: les particules bêta(électrons et positrons) représentent 0,7% de la masse d'une particule alpha mais elles se déplacent beaucoup plus vite et elles ont un