DE LA RADIOACTIVITÉ À LA FISSION DE L'ATOME (repères chronologiques)

1896 Après la découverte des rayons X par le physicien allemand Wilhelm C. Röntgen en 1895, de nombreux savants recherchent des sources naturelles de rayons X. Le physicien français Henri Becquerel découvre fortuitement que des sels d'uranium émettent des rayons nouveaux, qu'il appelle « uraniques ».

1897 Joseph J. Thomson et divers savants britanniques, allemands et néerlandais (dont P. Zeeman et H. Lorentz) découvrent l'électron, puis mesurent le rapport de sa charge électrique à sa masse et définissent enfin son rôle comme un des constituants de l'atome.

1898 Les Français Pierre et Marie Curie, après avoir montré que le thorium émet aussi de tels rayons, découvrent et isolent le polonium et le radium. Ils étudient les « rayons » émis (origine de cette énergie et lois de conservation ; aspect probabiliste de ces émissions introduisant pour la première fois dans la description d'un atome cet aspect aléatoire ; mesures électriques) et nomment ce phénomène de « radioactivité », comme l'appelle Marie Curie.

1899 Le physicien britannique Ernest Rutherford montre que ce rayonnement radioactif contient des noyaux d'hélium (dits rayons alpha) et des électrons (dits rayons bêta). André Louis Debierne (1874-1949), collaborateur de Pierre et Marie Curie, découvre l'actinium, autre corps radioactif.

1900 E. Rutherford introduit la notion de période radioactive.

1902 E. Rutherford et Frederick Soddy élaborent les lois physiques des phénomènes radioactifs et démontrent que les radioactivités alpha et bêta entraînent la « transmutation » d'un atome en un autre.

1905 Albert Einstein montre l'équivalence entre la masse et l'énergie d'une particule.

1909 E. Rutherford montre que la particule alpha est un hélium.

1910 Lors du congrès international de radiologie, on définit le curie (Ci), radioactivité d'un gramme de radium, comme unité de radioactivité. Quoique l'unité officielle soit devenue le becquerel (Bq, une désintégration par seconde), le Ci (3,7 x 10¹⁰ Bq) est très utilisé dans la pratique, car il est plus intuitif. Par exemple, les sources de radiothérapie dans les hôpitaux sont exprimées en Ci. Rutherford montre l'existence d'un noyau de l'atome et propose un modèle de l'atome (modèle de Rutherford) : un noyau entouré d'électrons. Il identifie cette structure à un système planétaire : le noyau joue le rôle du Soleil et les électrons celui des planètes. Frederick Soddy et George Hevesy montrent l'existence d'isotopes d'un même atome ne différant que par la masse du noyau. Ils ne publieront ce résultat qu'en 1913.

1913 Le Danois Niels Bohr applique la théorie des quantas (découverte en 1900 par Planck et développée par certains physiciens comme Einstein) à l'atome d'hydrogène, posant les hypothèses nécessaires pour assurer la stabilité de l'atome, les positions des raies spectrales de lumières émises et absorbées, et le tableau périodique des éléments de Mendeleïev.

Années 1920 Mise au point de la théorie de l'atome par N. Bohr, W. K. Heisenberg, W. Pauli, E. Schrodinger, P. Dirac, L. de Broglie, M. Born, H. Kramers, E. Fermi, S. Bose, A. Einstein.

1932 Le physicien britannique James Chadwick établit l'existence du neutron. Le noyau est ainsi constitué d'un assemblage de protons (noyau de l'hydrogène) et de neutrons.

1934 Découverte, en janvier, de la radioactivité artificielle par Frédéric et Irène Joliot-Curie, ce qui leur vaudra, en 1935, le prix Nobel de chimie.

1938-1939 À partir des expériences menée à Rome depuis 1934 par l'Italien Enrico Fermi sur les neutrons ralentis et les réactions nucléaires inexpliquées qu'ils produisent, les Allemands Otto Hahn et Fritz Strassmann, dans la poursuite des expériences initiées avec Lise Meitner (physicienne autrichienne travaillant à Berlin, réfugiée en Suède en juillet 1938 après l'Anschluss, qui fait que les lois raciales lui sont appliquées), découvrent la fission du noyau d'uranium. Lise Meitner et Otto Frisch, en Suède, expliquent ce phénomène par un modèle physique montrant notamment l'énergie dégagée et les émissions de rayonnements. En France, Frédéric Joliot et ses collaborateurs mesurent et publient le nombre moyen de neutrons produits par une fission, chiffre qui permet d'envisager une réaction en chaîne, c'est-à-dire une suite de fissions dans laquelle chacune d'elles est déclenchée par un des neutrons émis lors de la précédente fission.

1940 Aux États-Unis Herbert L. Anderson et Enrico Fermi montrent, à l'université Columbia (New York), que le carbone est un modérateur convenable pour réaliser une réaction en chaîne et en gardent le secret, compte tenu de la menace allemande.

1942 Première réaction nucléaire en chaîne, réalisée le 2 décembre par Enrico Fermi (réfugié à cause des lois raciales) à l'université de Chicago.

— Robert DAUTRAY