Trinitite : l'étrange gemme créée par la première explosion nucléaire de l'histoire

Malgré son nom, la trinitite n'est pas un minéral. Elle n'est pas non plus naturelle.

C'est un matériau qui s'est formé lors d'un événement historique décisif : la première explosion nucléaire de l'histoire, le 16 juillet 1945, à Alamogordo (Nouveau-Mexique, États-Unis).

Ce matériau unique continue de nous raconter ce qui s'est passé à ce moment tristement historique.

La fin de la Seconde Guerre mondiale approchait. Le projet Manhattan était en cours de développement depuis 1941, lorsque le président Franklin D. Roosevelt, motivé par la possibilité que l'Allemagne parvienne à mettre au point un nouveau type d'arme de destruction massive, a autorisé le lancement de l'un des défis techniques et scientifiques les plus ambitieux de l'histoire.

Le projet a mobilisé des physiciens, des chimistes, des ingénieurs, des mathématiciens et des milliers de travailleurs dans un effort contre la montre.

Les réalisations techniques du projet Manhattan ont donné un coup de fouet au développement industriel et technologique des États-Unis et ont également jeté les bases de la guerre froide, grâce au fruit spectaculaire qui a émergé en juillet 1945 des installations de Los Alamos, au Nouveau-Mexique : le Gadget.

Le Gadget

Le Gadget est le premier prototype fonctionnel d'une bombe nucléaire. Le 15 juillet 1945, il a été assemblé et prêt à exploser lors de l'essai Trinity, destiné à vérifier expérimentalement les prédictions théoriques.

La Gadget était un dispositif d'implosion : un explosif conventionnel comprime le noyau de plutonium 239 de la bombe, qui atteint sa masse critique et déclenche une réaction de fission en chaîne qui libère une quantité d'énergie sans précédent.

Le plutonium 239 est un isotope facilement fissile obtenu en irradiant de l'uranium avec des neutrons. Le plutonium ne se trouve dans la nature qu'à l'état de traces, dans certains gisements d'uranium où se sont formés des "réacteurs nucléaires naturels".

L'un des défis du projet était d'obtenir suffisamment de plutonium pur à partir de l'uranium. Pour ce faire, ils ont utilisé le réacteur B de l'usine secrète de production de plutonium de Hanford, dans l'État de Washington.

Aujourd'hui musée, il s'agissait alors du premier réacteur nucléaire commercial destiné à la production de plutonium, exploité par la société DuPont, qui a renoncé aux bénéfices et s'est désolidarisée de cette zone pour ne pas être associée à la mise au point de la bombe.

Le 16 juillet 1945, à 5h29 du matin, la Gadget a explosé dans le désert reculé de Dead Man's Day. Il s'agit de la première explosion nucléaire de l'histoire, d'une puissance approximative de 19 kilotonnes. Elle a été plus puissante que prévu, détruisant certains instruments scientifiques situés à une distance supposée sûre.

"Nous sommes de vrais fils de..."

Après l'explosion, Kenneth Bainbridge, scientifique en chef du test Trinity, s'est exclamé : "Maintenant, nous sommes de vrais fils de pute".

Robert Oppenheimer a fait remarquer que c'était la phrase la plus appropriée à prononcer après l'explosion.

En effet, les deux bombes suivantes, appelées Little Boy et Fat Man (version militaire de Gadget), ont tué quelque 214 000 personnes dans les villes japonaises d'Hiroshima et de Nagasaki. Environ la moitié d'entre elles sont mortes des suites de l'explosion et le reste de la contamination radioactive.

Le plutonium 239 entretient une réaction, appelée fission, dans laquelle un neutron divise un noyau atomique en fragments, libérant en moyenne 2,88 neutrons, qui cassent d'autres noyaux de plutonium et ainsi de suite.

Cette réaction peut être amplifiée en chaîne lorsque la masse critique est dépassée avec du plutonium très pur. Dans ce cas, il y a libération explosive de l'énergie produite par la rupture des noyaux.

La fission des noyaux génère d'autres éléments chimiques. Ces éléments ne sont pas identiques à leurs versions communes (c'est-à-dire les isotopes), mais sont hautement radioactifs.

Les neutrons provoquent également la transformation des matériaux qu'ils rencontrent en éléments radioactifs. Il en résulte, outre l'explosion brutale, une contamination radioactive qui peut atteindre des centaines de kilomètres, car certains éléments sont volatils ou gazeux, comme l'iode 131 ou le krypton 85.

La chaleur a fait fondre le sable du désert

La température de la détonation du Gadget a dépassé celle de la surface du Soleil. La chaleur a fait fondre le sable du désert. Des gouttes de verre incandescent pleuvent dans un rayon de plusieurs centaines de mètres.

Lorsque tout est terminé, les chercheurs constatent que le sol est recouvert de verre coloré, le plus souvent vert, formant parfois de belles gemmes transparentes. Des échantillons ont été prélevés et conservés en souvenir de cet événement historique.

Certains ont même été utilisés pour fabriquer des bijoux exclusifs.

Ils se sont vite rendu compte que c'était une mauvaise idée, car la trinitite contenait des éléments produits par l'explosion et était hautement radioactive, au point de provoquer des brûlures de la peau.

Aujourd'hui, la trinitite a perdu la majeure partie de sa radioactivité et peut être manipulée en toute sécurité. Mais elle contient encore des traces de l'explosion nucléaire :

Les éléments radioactifs disparaîtront avec le temps, mais les caractéristiques particulières de ce matériau, la présence de structures étranges comme les quasi-cristaux, et les traces isotopiques qui trahissent son origine, subsisteront après la disparition de la civilisation.

Un témoin de notre passage sur la planète et du génie, de l'arrogance et de la méchanceté de l'homme.

* César Menor-Salván est professeur contractuel et titulaire d'un doctorat en biochimie et astrobiologie. Biochimie et Astrobiologie. Département de biologie des systèmes, Université d'Alcalá (Espagne).

Cet article a été publié dans The Conversation et est reproduit ici sous la licence Creative Commons. Cliquez ici pour lire la version originale.