Ra­dio­ac­ti­vi­té et énergie nucléaire

Quand un noyau se désintègre, il n'émet pas toujours la même chose. Les physiciens du début du XXe siècle, Rutherford en tête, ont trié ces émissions en les faisant passer dans un champ magnétique. Certaines déviaient d'un côté, d'autres de l'autre, d'autres pas du tout. De là sont nés trois noms empruntés à l'alphabet grec : alpha, bêta, gamma. Dupuy prend le temps de les distinguer, parce que leurs différences commandent tout le reste — le danger, la détection, et finalement l'usage.

Le rayonnement alpha, c'est un noyau d'hélium éjecté à grande vitesse : deux protons, deux neutrons, lourds et chargés. Il porte beaucoup d'énergie mais s'arrête net, freiné par quelques centimètres d'air ou une simple feuille de papier. Dangereux si la source est avalée ou inhalée, inoffensif à distance. Le rayonnement bêta, lui, est un électron projeté par le noyau au moment où un neutron se change en proton. Plus léger, plus pénétrant, il traverse l'air sur plusieurs mètres et il faut une plaque de métal pour l'arrêter.

La radioactivité naturelle libère de l'énergie, mais lentement, à son propre rythme, qu'on ne contrôle pas. Pour en faire une source exploitable, il a fallu un second mécanisme, découvert à la fin des années 1930 : la fission. Dupuy en décrit le principe avec soin. Un noyau lourd comme l'uranium 235, frappé par un neutron, ne se contente pas de l'absorber : il se brise en deux noyaux plus petits. Et surtout, il relâche au passage deux ou trois neutrons supplémentaires, plus une quantité d'énergie bien supérieure à celle d'une désintégration ordinaire.

Ces neutrons libérés sont la clé de tout. Chacun peut à son tour frapper un autre noyau d'uranium, le casser, et libérer de nouveaux neutrons. Si les conditions sont réunies, le processus s'entretient : c'est la réaction en chaîne. Laissée libre, elle s'emballe en une fraction de seconde — c'est le principe de la bombe. Maîtrisée, ralentie, tenue à un rythme constant, elle devient une source de chaleur régulière. Toute la différence entre l'arme et le réacteur tient dans ce contrôle.

Si l'on prend du recul, ce que raconte vraiment la radioactivité, c'est une affaire de densité. Dupuy revient sur ce chiffre qui résume tout : la fission d'un gramme d'uranium 235 libère autant d'énergie que la combustion de deux à trois tonnes de charbon. Entre une réaction chimique, qui joue sur les électrons en périphérie de l'atome, et une réaction nucléaire, qui touche au noyau lui-même, le rapport d'énergie est d'environ un million. C'est le saut d'échelle qui fait tout l'intérêt et toute l'étrangeté du nucléaire.

Cette concentration a des conséquences qui dépassent la technique. Une source d'énergie aussi dense change le rapport à la matière première : un réacteur consomme des quantités de combustible sans commune mesure avec une centrale à charbon, et le transport, le stockage, l'approvisionnement n'ont rien à voir. Mais la même concentration vaut pour ce qui sort du réacteur. Les produits de fission restent radioactifs, parfois pour des durées qui dépassent l'entendement humain. La demi-vie, qui décrivait au départ un phénomène de laboratoire, devient une contrainte d'ingénierie et de société.

Le livre de Gaston Dupuy fait le chemin complet, et il le fait dans l'ordre : d'abord le phénomène, ensuite la machine. La plaque photographique de Becquerel, impressionnée dans le noir en 1896, n'avait aucun rapport apparent avec une centrale. Entre les deux, il y a eu la compréhension du noyau instable, le tri des rayonnements, la découverte de la fission, puis l'art de la tenir à un rythme constant. Chaque étape est une victoire sur l'invisible, obtenue par la mesure plus que par l'intuition.