Armes atomiques: uranium ou plutonium?

[Yvan_Delaserge]

Bonjour,
Dans le récent film "Oppenheimer", on voit que les USA en 1945, ont mis au point pratiquement simultanément une bombe en uranium et une bombe en plutonium.

En regardant un peu ce que l'on trouve sur Wikipedia, j'ai cru comprendre que:

1) pour obtenir de l'uranium 235 suffisamment purifié, il est nécessaire de traiter une énorme quantité d'uranium naturel.
2) En revanche, pour obtenir du plutonium, on peut utiliser de l'uranium 238, beaucoup plus abondant dans l'uranium naturel, qu'il faut soumettre a un flux de neutrons, a l'intérieur d'un réacteur nucléaire spécialement conçu, pour le transmuter en plutonium.
Du reste, les armes atomiques modernes sont constituées de plutonium, plutôt que d'uranium.

Alors déjà, est-ce que j'ai bien compris ces deux points?

Parce que, si c'est vrai, pourquoi, lorsque l'on entend parler dans la presse des tentatives de l'Iran de se doter de l'arme nucléaire, on parle toujours des progrès qu'ils font dans l'enrichissement de l'uranium.

Qu'est-ce qui les empêcherait de produire du plutonium, à la place?
-----

[XK150]

Salut ,

Pour les bombes A ( atomique ou nucléaire ) de type Hiroshima , il ne s'agit pas seulement d'un degré de purification : il faut enrichir l'uranium naturel pour obtenir
de l'uranium métal 235U , car c'est celui qui est fissile ; Alors que sa proportion est d'environ 0.7% dans l'uranium naturel , il faut obtenir un uranium enrichi
au minimum , à 93% , voire plus 96 , 97 % : on ne sait pas trop dans le public , l'enrichissement optimum qui va le mieux . Le 238U est un parasite dans cette affaire .
Pour nous , au premier degré , il faut un maximum d'atomes de 235 U concentrés , et donc sous forme métal alors que le combustible des réacteurs civils est sous forme UO2 ( oxyde d'uranium ).

Face aux difficultés technologiques de l'enrichissement , il est finalement plus facile d'avoir un ( ou plusieurs ) réacteur dédié à la production de Pu . Car il faut un Pu assez particulier pour les bombes .
L'Iran a aussi son réacteur dans le collimateur de la communauté internationale , c'est le réacteur d ' Arak .
Le Pakistan , dont on sait qu'il a la bombe , est passé par le Pu en réacteur .

Paradoxalement , acheter clé en mains , un réacteur canadien de la filière nationale CANDU à eau lourde ( D2O) aide beaucoup à la production du bon Pu ...
Mais aujourd'hui , l'eau lourde est considérée comme un produit sensible surveillé .

[ThM55]

N'y a-t-il pas dans cette histoire d'autres paramètres, non techniques, de type "théorie des jeux"? Je suis étonné par exemple qu'un pays comme la Corée du Nord possède indubitablement des armes nucléaires alors que l'Iran, plus développé, progresse lentement dans la filière à U235. Cette lenteur doit probablement être délibérée pour maintenir certains narratifs et arguments dans des négociations auxquels les Coréens du nord n'attachent aucune importance. Pures spéculations de ma part, je n'ai en effet aucune compétence dans ces sujets. C'est juste une question que je poserais si j'avais l'occasion de rencontrer un expert militaire.

[XK150]

Je ne vois que 2 paramètres qui conduisent , ou freinent la fabrication d'une bombe 235U :

- Les moyens financiers et humains mis dans l'entreprise ,
- Les contrôles internationaux ( ou les non contrôles ) , suivis d'effets ( ou non suivis d'effets ) .

[A voir en vidéo sur Futura]

[pm42]

Je suis étonné par exemple qu'un pays comme la Corée du Nord possède indubitablement des armes nucléaires

On peut dire merci à Abdul Qadeer Khan, le père de la bombe atomique pakistanaise qui leur a donné beaucoup d'informations.

alors que l'Iran, plus développé, progresse lentement dans la filière à U235. Cette lenteur doit probablement être délibérée

Vu que Mr Khan a aussi "commercé" avec eux, je pense aussi.
La Corée du Nord est quand même un pays très particulier, sans doute le dernier à être dirigé à ce point d'une main de fer, pouvant affamer sa population d'un coté et développer des armes atomiques de l'autre et se moquant totalement des sanctions internationales.

L'Iran cherche à être une puissance régionale et donc à avoir un minimum de respectabilité, craint beaucoup plus les risques de soulèvement populaire, a une structure de pouvoir moins monolithique.

Il y a également un facteur religieux : plusieurs hauts responsables iraniens ont déclaré au fil des années et même récemment qu'ils considéraient les armes de destruction massive comme haram, contraire à l'Islam.
Pour certains ce doit être du discours politique mais d'autres doivent y croire et il est possible que leur programme ne fasse pas l'unanimité dans les cercles du pouvoir.
C'est un problème qu'on ne connait pas en Corée du Nord puisque quiconque n'est pas d'accord avec le chef suprême est attaché à devant un canon chargé qui est ensuite mis à feu

[Yvan_Delaserge]

Salut ,


Face aux difficultés technologiques de l'enrichissement , il est finalement plus facile d'avoir un ( ou plusieurs ) réacteur dédié à la production de Pu . Car il faut un Pu assez particulier pour les bombes .

Merci pour ces éclaircissements.
Quelle est la particularite du plutonium utilisé dans les bombes?

[pm42]

Quelle est la particularite du plutonium utilisé dans les bombes?

Il y a différents allotropes dont la facilité d'usinage ou de pressage est variable :

https://fr.wikipedia.org/wiki/Allotropie_du_plutonium

Pour le 1ère bombe, on a utilisé l'allotrope δ dans un alliage avec du gallium pour le stabiliser, le tout entouré de nickel pour éviter l'oxidation : https://fr.wikipedia.org/wiki/Demon_..._du_Demon_core

[XK150]

En résumant ,

Le Pu fissile , c'est l'isotope 239 , le 239Pu .
Il doit être fabriqué par l'irradiation neutronique du 238U , en réacteur nucléaire si l'on veut produire des quantités notables .
L' exigence militaire , la qualité militaire , nécessite une grande pureté isotopique .
Au départ de l'irradiation , seul apparaît le 239Pu ; Mais , ce 239Pu étant lui aussi plongé dans le flux neutronique du réacteur , il subit des fissions mais aussi et surtout des captures neutroniques ,
réaction banale , courante en réacteur , n'exigeant aucune énergie .
239Pu devient donc , en partie 240Pu , qui de la même façon va devenir 241Pu , et ainsi de suite .
Il y a même production de 238Pu par réaction ( n , 2n ) sur le 239Pu .
Autrement dit , plus le temps passé en réacteur est court , meilleur est le Pu militaire produit , mais la quantité produite est faible !

Il faut donc accepter un compromis : un 239Pu pur à 93% , à 6% de 240Pu et un peu des autres isotopes .

Les meilleurs réacteurs adaptés à ce job , qui doivent être dédiés à ce job , sont les réacteurs à uranium naturel modérés au graphite ou l'eau lourde à chargement / déchargement continu .
Si vous voulez un arsenal conséquent en bombes Pu , il vous faut plusieurs réacteurs de ce type .

Avant de maîtriser l'enrichissement de l'uranium naturel , la France fabriquait son Pu militaire dans les réacteurs à Uranium naturel /graphite / gaz notamment à Chinon ( Chinon 1 , 2 , 3 ).

Un article de 1962 du Monde pour nous rafraîchir les idées ! https://www.lemonde.fr/archives/arti...1_1819218.html
.

[Yvan_Delaserge]

En résumant ,

Le Pu fissile , c'est l'isotope 239 , le 239Pu .
Il doit être fabriqué par l'irradiation neutronique du 238U , en réacteur nucléaire si l'on veut produire des quantités notables .
L' exigence militaire , la qualité militaire , nécessite une grande pureté isotopique .
Au départ de l'irradiation , seul apparaît le 239Pu ; Mais , ce 239Pu étant lui aussi plongé dans le flux neutronique du réacteur , il subit des fissions mais aussi et surtout des captures neutroniques ,
réaction banale , courante en réacteur , n'exigeant aucune énergie .
239Pu devient donc , en partie 240Pu , qui de la même façon va devenir 241Pu , et ainsi de suite .
Il y a même production de 238Pu par réaction ( n , 2n ) sur le 239Pu .
Autrement dit , plus le temps passé en réacteur est court , meilleur est le Pu militaire produit , mais la quantité produite est faible !

Il faut donc accepter un compromis : un 239Pu pur à 93% , à 6% de 240Pu et un peu des autres isotopes .

Les meilleurs réacteurs adaptés à ce job , qui doivent être dédiés à ce job , sont les réacteurs à uranium naturel modérés au graphite ou l'eau lourde à chargement / déchargement continu .
Si vous voulez un arsenal conséquent en bombes Pu , il vous faut plusieurs réacteurs de ce type .

Avant de maîtriser l'enrichissement de l'uranium naturel , la France fabriquait son Pu militaire dans les réacteurs à Uranium naturel /graphite / gaz notamment à Chinon ( Chinon 1 , 2 , 3 ).

Un article de 1962 du Monde pour nous rafraîchir les idées ! https://www.lemonde.fr/archives/arti...1_1819218.html
.

Est-ce qu'à l'instar de l'uranium, l'on procède aussi à un enrichissement du Plutonium, afin de ne conserver que l'isotope 239?

[XK150]

Justement , non , sinon il serait presque inutile de prendre toutes ces précautions à la " fabrication " .

Alors que l'uranium aussi bien naturel , 235U , 238U sont pratiquement et quasiment non radioactifs neufs , à l'état naturel ,
les isotopes du plutonium sont des radio-toxiques violents présentant tous les défauts vis à vis des manipulations et la protection du personnel .
Le combustible MOX revient 4 fois plus cher à la fabrication que le combustible U faiblement enrichi , seleument à cause des précautions nécessaires .
Faire la séparation chimique des Pu au retraitement du combustible , n'est déjà pas simple , et , à ma connaissance , personne ne s'est jamais risqué à la séparation isotopique des Pu ,
au moins à l'échelle nécessaire des besoins militaires .

[XK150]

C'est aussi pour cette raison que le Pu issu du retraitement du combustible civil n 'est pas apte à faire du Pu militaire .

Malgré cela , il est quand même considéré comme une matière sensible et contrôlée , et l'on cherche à en limiter les stocks en le réintroduisant dans le combustible civil MOX .

[Yvan_Delaserge]

J'ai trouve une page ou on parle du plutonium:
https://laradioactivite.com/articles...e/plutonium239

[XK150]

J'ai trouve une page ou on parle du plutonium:
https://laradioactivite.com/articles...e/plutonium239

Tout le site " Laradioactivité.com " est très , très bien !!!