Plusieurs chimistes ont fait beaucoup de découvertes importantes, et certaines ont permis de faire avancer le monde de la science, le monde de la chimie. Otto Hahn est l'un de ces chimistes. Il a découvert la fission nucléaire. Décrivons donc la vie et l'œuvre de ce chimiste en traitant de trois aspects: une brève biographie, la description de la fission nucléaire et le contexte du moment, les impacts de cette découverte sur l'environnement et la société.
Otto Hahn est né le 8 mars 1879 à Francfort. Il étudia la chimie à l'Université de Marburg et à celle de Munich, où il a obtenu son doctorat en 1901. Après une thèse de chimie organique, Hahn entreprend en 1904 des recherches post-doctorales, d'abord avec Ramsay à Londres, où il découvre le radiothorium, puis avec Ernest Rutherford à Montréal, où il découvre le thorium et le radioactinium en 1905. L'année suivante, Hahn obtient un poste à l'Institut de chimie de l'Université de Berlin, où il est nommé professeur en 1910. En 1912, il devient le directeur de la section radioactivité. Entre 1914 et 1918, Hahn dut s'interrompre pour servir son pays lors de la Première Guerre mondiale, mais il a repris ses recherches avec le professeur Lyse Meitner et a alors identifié le protactinium. Après la découverte de la radioactivité artificielle et l'utilisation des neutrons par Fermi pour des processus nucléaires atomiques, Hahn a encore collaboré avec Meitner, puis avec Fritz Strassmann, sur le processus d'irradiation de l'uranium et du thorium avec des neutrons. C'est en 1944 qu'il reçut le prix Nobel de Chimie, pour la découverte de la fission nucléaire. Hahn eut une femme du prénom d'Édith et un fils, Hanno, qui fut tué dans un accident. Peu de temps après, en 1968, Hahn mourut.
Otto Hahn est le chimiste qui a découvert la fission nucléaire. Cette découverte a commencé grâce au rapport de Irène Joliot-Curie dont l'expérience avait consisté à bombarder l'uranium avec des neutrons, avec comme conséquence la production d'un radio-isotope de thorium. Ensuite, ils ont trouvé que le thorium était un élément transuranien, c'est-à-dire un élément chimique de numéro supérieur à celui de l'uranium, semblable au lanthane. Au cours de leurs expériences, Hahn et son collègue Fritz Strassmann ont découvert que trois isotopes (atomes d'un même élément chimique ne différant que par les masses de leur noyau) de baryum avaient été produits. C'était étonnant puisque la masse du baryum est d'environ la moitié de celle de l'uranium. Aucune autre réaction n'aurait pu expliquer un tel changement. Lorsqu'ils ont publié leurs résultats, le 6 janvier 1939, Hahn et Strassmann ont relevé qu'une telle chose était en opposition avec tous les phénomènes observés jusqu'à présent dans la physique nucléaire. Cette découverte constituait le fondement incontestable, démontré par le calcul des énergies impliquées dans la réaction, que l'uranium avait subi une fission puisqu'il s'était divisé en plus petits fragments constitués d'éléments plus légers.
Jusqu'en 1944, Hahn poursuivit ses recherches sur la séparation de plusieurs autres éléments et sur les atomes qui surviennent lors de la fission. Même si on attribue à Otto Hahn la découverte de la fission nucléaire, on se doit de souligner une bonne contribution d'Ernest Rutherford et de Fréderick Soddy à la compréhension de la radioactivité. Ce sont eux qui suscitèrent les émissions radioactives. C'est Rutherford qui supposa qu'une grande quantité d'énergie dissimulée demeure dans les atomes des radioéléments (éléments chimiques radioactifs) et que cette énergie pourrait être conservée si le degré de désintégration pouvait être maîtrisé: la maîtrise de la fission dépend de la présence d'une réaction en chaîne. C'est donc cette fission provoquée qui a été la découverte des deux Allemands Otto Hahn et Fritz Strassmann.
Suite à la découverte de la fission nucléaire de l'uranium, celui-ci devint un métal stratégique. Dans la nature, on retrouve 99,8 % d'isotopes d'uranium-238, 0,71% d'uranium-235 et d'infimes traces des autres isotopes d'uranium. Le noyau d'uranium-235 a de fortes possibilités de fission s'il est frappé par un neutron. Au tout début, son utilisation fut limitée à la fabrication d'armes nucléaires. Avec le lancement du premier sous-marin nucléaire, l'uranium devint une grande source de puissance. Un alliage d'uranium est aussi utilisé dans les réacteurs nucléaires, comme matériau fissible dans les éléments combustibles. Tout comme l'uranium, le thorium représente aussi une source potentielle de combustible atomique. Le cycle du combustible thorium-uranium est présentement l'objet d'étude des scientifiques afin de le remplacer par le cycle du combustible uranium-plutonium. Le thorium sert aussi dans les alliages avec le magnésium et comme composant stabilisateur des tubes électroniques. La fission nucléaire fait partie du domaine de la radioactivité, qui nous a permis de développer dans le monde hospitalier divers instruments de détection, comme ceux qu'utilise la radiographie, participant donc à sauver plusieurs vies.
Bref, Otto Hahn a découvert la fission nucléaire par la fission de l'uranium et du thorium, ce qui lui a valu le Nobel de Chimie en 1944. C'est ainsi qu'on a pu, d'une part, enrichir le milieu hospitalier et d'autre part, malheureusement, développer les armes nucléaires. Bien qu'il s'agisse d'un progrès qui révolutionne le monde de la science et celui de l'énergie, l'humain mesure mal encore toutes les terribles conséquences sur la vie qu'entraînent des catastrophes comme celle de Tchernobyl, ou le parachutage de bombes à tout venant…
Bibliographie
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Recherche : Karine Richard, Centre Le Goéland, Sherbrooke (Québec), CANADA.
Validation du contenu : Marc Richard
Révision linguistique : Béatrice Migneault
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