Question sur la criticité d'un materiau fissile

[pioux]

Bonjour à tous,

Je me suis récemment intéressé (par curiosité) à la criticité des matériaux fissiles comme le plutonium. Lorsque j'ai fait mes recherches j'ai appris que plusieurs accidents de criticité avaient eu lieu au cours de la mise au point de la bombe A (notamment Louis Slotin).

Ma question est pourquoi, alors que le plutonium a atteint sa masse critique lors de la mise en place des réflecteurs à neutrons, la réaction en chaine qui suivi ne déboucha pas sur une explosion nucléaire ? Car si je ne m'abuse, c'était clairement le principe de la toute première bombe A (Little Boy), où l'on a fait atteindre à l'Uranium sa masse critique en faisant s'assembler deux parties sous-critiques.

[Victor]

Perso je ne crois pas trop que des secrets nucléaires de cette importance
ils soient accessibles sur le Net, ça peut donner de mauvaises idées

[pioux]

Je te rassure mon but n'est pas de fabriquer une bombe A dans mon garage.

C'est de la physique et la physique des particules n'a rien de secret défense aujourd'hui. Je voulais simplement comprendre quelle était la différence à l'échelle atomique de ces événements de laboratoire et de ce qu'il se passe au sein d'une explosion proprement dite. Le parallèle peut être fait également aux réacteurs des centrales nucléaires. Dans ces deux cas on a la création d'une réaction en chaine (si ce n'est que la criticité est contrôlée par des barres d'absorbeur de neutrons dans les centrales).
Mais pourquoi l'une est sans conséquences "importantes" alors que l'autre est dévastatrice ?

[bongo1981]

Parce que les quantités de matière fissile ne sont pas les mêmes.
D'un côté, c'est un demi quintal et de l'autre c'est quelques grammes.

La criticité est une notion relative... Ca dépend de la concentration du matériau, du confinement etc...
Dans un matériau très peu dense, il faut beaucoup de matériaux pour atteindre la criticité ; alors qu'avec des réflecteurs ou ralentisseurs de neutron, on peut abaisser le seuil de criticité.

[buck]

Perso je ne crois pas trop que des secrets nucléaires de cette importance
ils soient accessibles sur le Net, ça peut donner de mauvaises idées

euh ca se calcule au niveau bac ... tout du moins il y a 20 ans

[Victor]

J'ai déjà entendu parler de filons dans une mine d'uranium
où des réaction nucléaire avaient été amorcées
par la concentration du à de l'eau dans un filon d'uranium
Ceci dit les bricoleurs du dimanche comme Pioux
J'ai entendu dire que Kadhafi en son temps les recrutaient

[buck]

Plusieurs explications:
L'inhomogeniete du materiau car les materiaux non fissibles absorbent une partie de l'exces de neutron
La forme de la disposition du materiau fissible favorise l'explosion
La pre explosion (pour comprimer le materiau fissble, ou la chute depuis qq milliers de metre enfin plutot la fin de la chute) donne une quantite de mouvement, compression suffisante pour enclencher l'explosion de la matiere fissible
C'est pour ca que le coeur de notre plante n'explose pas ni les mines d'uranium a ciel ouvert en afrique n'explosent pas

[pioux]

Merci à Bongo et Buck pour vos explications. Donc tout n'est qu'une question de densité de matière et de la marge avec laquelle le seuil de criticité est franchi si j'ai bien compris.

Victor, je ne rebondirai pas plus haut sur tes comparaisons douteuses. Soyons sérieux. Pour couper court à toute spéculation déplacée, je précise que la raison principale des questions "physique" que je pose de temps à autre ici est que je suis en train de rédiger une histoire de science-fiction que je voudrais la plus réaliste possible. Et pour cela il est (d'après moi) indispensable que je comprenne bien les différents thèmes scientifiques que j'aborde.