Bonjour les Zéros,

En ayant fait quelques brèves recherches sur la bombe Atomique je suis tombé sur un mathématicien, John Von Neumann qui participa au projet Manhattan. Malheureusement je n'arrive pas du tout à saisir son rôle dans l'élaboration de la bombe.

Citation : Wikipédia

Dans le cadre du projet Manhattan, il est chargé du calcul des lentilles explosives nécessaires à la compression du noyau en plutonium de l'essai Trinity et de Fat Man, la bombe A larguée sur Nagasaki.

Concrètement il a servit à quoi Monsieur Von Neumann ?
Si vous pouviez m'expliquer en des termes simple voire schématique ce serait parfait.

Merci à vous,
Cordialement Jak_Ouille.

La bombe larguée sur Nagasaki utilisait des explosions conventionnelles pour démarrer les réactions en chaîne. Ce sont ces morceaux d'explosifs qui sont appelés "lentilles".
Regarde la page wikipédia "Fat man".

Rien à voir avec les légumes.

Explosions conventionnelles : c'est à dire (grosso modo) des minis explosifs qui servaient à la mise à feu et au démarrage de la réaction en chaine ?
D'après la page Wikipédia il y aurait des lentilles autour du centre de la bombe nommé "empilement de couches de matière fissile". C'est bien ça ?

Merci à toi Nanoc.

Dans le langage militaire d'aujourd'hui, "conventionnel" = "pas nucléaire", et plus si affinité...

Merci de ta réponse.

Selon vous à l'aide de quelles outils mathématiques Von Neumann a t'il pu effectuer ces calculs ?

Pour compléter ma réponse qui fut assez brève (même si ça n'apportera rien de plus au sujet, si ce n'est un peu de culture G), est "non conventionnel" tout risques NRBC (Nucléaire, Radiologique, Biologique, Chimique).
Tous les militaires français sont formés, ou au moins initiés à ce genre de menaces, et ce, rapidement dans leur formation.
Les infrastructures sont elles aussi équipées de matériels spécifiques, allant du simple "masque à gaz" au souterrains pour les sites les plus sensibles.

Quant aux calculs effectués par Von Neumann, j'en ai aucune idée. Etant aspirant chimiste, je pense (du moins, j'imagine) que c'était du style: on veut mettre feu à une masse d'explosifs m, quelle quantité d'énergie E produite par la combustion d'un composé X permettrait l'explosion de la bombe? Mais c'est quand même une vision très simpliste de la chose... (et imaginaire)

Par hasard, ces lentilles ne sont-elles pas chargées d'"injecter" la quantité de plutonium au cœur de la bombe nécessaire pour atteindre la masse critique et déclencher la réaction en chaîne également ? Ou je confonds avec autre chose ?

Petit complément rapide de réponse
Un matériau fissile libère dans une réaction nucléaire, deux types de neutrons, des prompts et des retardés.
C'est grâce aux neutrons retardés que l'on esr capable dans un réacteur civil de contrôler la criticité du réacteur à une valeur proche de la valeur d'équilibre et de maîtriser ainsi l'énergie produite.
Il peut y avoir des accidents de criticité (genre Tchernobyl) si on fait de grossières erreurs d'exploitation dans un réacteur de conception "sensible" mais les pires accidents possibles dans un réacteur civil sont encore loin de la bombe
Dans une bombe , on cherche à être "supercritique" c'est à dire instantanément critique en neutrons prompts avec un dépassement de l'équilibre aussi élévé que possible. La réaction en chaîne est alors quasi instantanné libérant d'un coup toute l'énergie qu'un réacteur va libérer en plusieurs mois ou d'avantage!
On a alors à résoudre le problème suivant :
- avoir une masse critique de matériau fissile
- cette masse doit rester sous-critique en non utilisation...évidemment!
- rendre cette masse fortement super critique lors de l'utilisation.

Dans le système mis au point en premier avec Von Neumann, la masse critique est schématiquement réalisée par deux demi sphères creuses suffisamment éloignées pour que la géométrie du système soit sous critique
Les fameuses lentilles explosives ont alors pour rôle de comprimer violemment cette sphère dans des conditions de rapidité et de respect de géométrie trés précises pour atteindre une supercriticité optimale ( du point de vue de la puissance de la bombe)
Tout ceci doit être évalué avec une extrême précision pour ne pas accoucher d'un pétard mouillé.

Pas simplement théorique, la performance de Von Neumann ( et de son équipe) doit être aussi évalué dans le contexte des moyens de calculs de l'époque, "rudimentaires" par rapport à ceux que nous connaissons.

petite remarque complémentaire sur " ce monsieur Von Neumann " ...comme vous dîtes !
pour mémoire, Von Neumann fût un des plus grands mathématiciens et théoriciens en physique nucléaire de son époque , même s'il n'est pas le plus connu du grand public. Le jugement "moral" que l'on peut porter sur sa contribution militaire ne change rien à ce fait.

ainsi qu'en mécanique quantique, en économie (c'est un des fondateur de la théorie des jeux), en informatique (c'est lui qui a mis au point l'architecture sur laquelle sont basé tous les PC actuels (et la majorités des systèmes informatiques en fait), ainsi que des travaux sur les automates cellulaires...

Bref, pas n'importe qui^^