Histoire du nucléaire au Canada

Wilhelm Röntgen
Wilhelm Röntgen.

Même si la radioactivité existe dans l’univers depuis la nuit des temps, ce n’est qu’à la fin du XIXe siècle qu’elle est découverte, quand les scientifiques de l’époque mettent au point le matériel qui permet par hasard de la détecter. En 1895, en Bavière, Wilhelm Conrad Röntgen découvre ce qui allait s’appeler plus tard les « rayons X », quand il remarque que quelque chose d’invisible doit avoir été transmis dans l’espace entourant les tubes à décharge gazeuse de son laboratoire, entraînant ainsi le rayonnement de cristaux à proximité. Une année plus tard, en France, Henri Becquerel découvre par hasard un phénomène similaire qui permet au minerai d’uranium de produire une image sur des plaques photographiques. Au cours des années suivantes, Becquerel, les chercheurs français Pierre et Marie Curie, le chercheur britannique J.J. Thomson, et le Néo-Zélandais Ernest Rutherford déterminent que ces phénomènes sont attribuables à des particules alpha, des particules bêta et des rayons gamma invisibles émis par certaines matières. Ce mystérieux phénomène prend alors le nom de « radioactivité ».

Albert_Einstein
Albert Einstein.

En 1905, le physicien allemand Albert Einstein conçoit la théorie selon laquelle la masse possède de l’énergie, formulant ainsi l’hypothèse que l’on pourrait produire de l’énergie en transformant la matière. Cette relation est exprimée par l’équation E = mc2. Au cours des 35 années suivantes, de nombreux chercheurs de diverses régions d’Europe effectuent des travaux qui, à terme, confirment l’hypothèse émise par Einstein. Ainsi, en 1932, le chercheur anglais James Chadwick découvre le neutron. La même année, son compatriote John Douglas Cockcroft et l’Irlandais Ernest Thomas Sinton Walton réalisent des transmutations nucléaires en bombardant des atomes au moyen de protons accélérés. En 1934, le couple français Irene Curie et Jean Frédéric Joliot tous deux chimistes, s’aperçoit que ces mutations créent des radionucléides artificiels. La même année, le physicien italien Enrico Fermi se rend compte qu’on peut former une variété bien plus grande de radionucléides artificiels en utilisant des neutrons au lieu de protons.

Fermi poursuit ses expériences, produisant principalement des éléments plus lourds à partir des éléments bombardés, mais, étrangement, avec l’uranium, des éléments bien plus légers également. En 1939, les physiciens allemands Otto Hahn et Fritz Strassmann montrent que les nouveaux éléments plus légers sont le baryum et d’autres, dont la masse est à peu près la moitié de celle de l’uranium, démontrant ainsi qu’il y a eu fission, ou division, de l’atome. Les physiciens autrichiens Lise Meitner et Otto Robert Frisch, sous la direction du physicien danois Niels Bohr, formulent l’hypothèse selon laquelle cette fission s’est produite du fait que le neutron a été capturé par le noyau de l’uranium, provoquant de fortes vibrations jusqu’au noyau et le divisant en deux parties pas tout à fait égales. À partir de la différence de masse avant et après la fission, ils calculent que l’énergie dégagée par cette fission est de l’ordre de 200 millions d’électrons-volts. Otto Frisch confirme par la suite ces calculs, qui prouvent sans l’ombre d’un doute l’exactitude de la théorie d’Einstein concernant l’énergie massique!

Au cours des cinq années qui suivent, la recherche, stimulée avant tout par la participation à la Seconde Guerre mondiale, continue de porter sur la capacité de dégager de grandes quantités d’énergie grâce à la fission de l’uranium. À l’époque, nombre des chercheurs européens susmentionnés ont fui leur pays d’origine et le régime nazi d’Adolf Hitler. Plusieurs ont été accueillis par les gouvernements britannique et américain pour créer des laboratoires et poursuivre leurs précieux travaux en toute sécurité. Même si leurs recherches visent en partie l’exploitation de cette nouvelle énergie nucléaire afin de propulser les navires de guerre, un autre axe de recherche très secret, connu sous le nom de « Projet Manhattan », a pour but de déterminer comment une réaction nucléaire en chaîne peut être utilisée à des fins de destruction sous la forme d’une arme. Ces travaux aboutiront à la mise au point de bombes extrêmement puissantes qui seront larguées en août 1945 par l’armée américaine sur les villes japonaises de Hiroshima et Nagasaki et mettront fin à la guerre. La plupart des gens dans le monde ont malheureusement entendu parler pour la première fois de l’énergie nucléaire, nouvelle branche de la science, en apprenant la nouvelle de ces bombardements.