Walter Zinn

Walter Henry Zinn (né le Modèle:Date de naissance - mort le Modèle:Date de décès) est un physicien nucléaire américain d'origine canadienne. Il est le premier directeur du Argonne National Laboratory, poste qu'il occupe de 1946 à 1956. Il travaille également au Metallurgical Laboratory au cours de la Seconde Guerre mondiale dans le cadre du projet Manhattan.

On lui attribue la première réaction en chaîne auto-régulatrice, qu'il obtient en retirant la barre de contrôle de la Chicago Pile-1 le Modèle:Date-. À Argonne, il conçoit et construit plusieurs nouveaux réacteurs dont l'Experimental Breeder Reactor I, premier réacteur nucléaire à produire de l'électricité mis en service le Modèle:Date-.

Jeunesse, formation et début de carrière

Walter Henry Zinn naît à Berlin (Ontario) (désormais Kitchener) le Modèle:Date-. Il est le fils de John Zinn, travailleur dans une usine de pneus, et de Maria Anna Stoskopf. Il a un frère aîné, Albert, qui devient également un ouvrier.

Zinn fréquente l'université Queen's, où il obtient, en 1927, un baccalauréat universitaire ès lettres en mathématiques. En 1930, il obtient une maîtrise universitaire ès lettres de la même université. C'est à cette époque qu'il rencontre Jennie A. (Jean) Smith. Le couple se marie en 1933 et aura deux fils.

Par la suite, il fréquente l'université Columbia, où il étudie la physique. Sa thèse, intitulée Modèle:Lang, sera publiée par la revue Physical ReviewModèle:,.

Zinn enseigne à l'université Queen's de 1927 à 1928, puis à Columbia de 1931 à 1932. Il devient instructeur pour le City College of New York en 1932.

En 1938, Zinn est naturalisé américain.

Projet Manhattan

En 1939, les Modèle:Lien de Columbia, où travaille Zinn, font de la recherche intensive sur les propriétés de l'uranium ainsi que sur la fission nucléaire découverte récemment par Lise Meitner, Otto Hahn et Fritz Strassmann. Les scientifiques sont particulièrement intéressés à savoir s'il est possible d'initier une réaction en chaîne.

Une équipe composée de Walter Zinn, Enrico Fermi, Modèle:Lien, Modèle:Lien et Leó Szilárd tente de découvrir si l'uranium 238 fissionne à l'aide de neutrons à basse vitesse, comme le croit Fermi, où si c'est seulement le cas de l'uranium 235, comme le prétend Niels Bohr. La recherche est également justifiée par le fait que les chercheurs n'ont pas accès à de l'uranium 235, ce qui amène Fermi à choisir de prendre de l'uranium naturel. Pour établir une réaction en chaîne, il doit y avoir plus d'un neutron créé par fission. En Modèle:Date-, l'équipe qu'il doit y en avoir à peu près 2 par fission.

À ce moment, Zinn commence à travailler pour Fermi, construisant des Modèle:Lien. Un modérateur doit être créé afin de ralentir les neutrons. Pour ce faire, l'eau est le premier choix de Fermi. Cependant, cette dernière absorbe autant les neutrons qu'elle les ralentit. En juillet, Szilard propose d'utiliser du carbone sous forme de graphite.

Le rayon critique d'un réacteur sphérique est donné par la relation suivante:

$R_{crit}=-\frac{\pi M}{\sqrt{k-1}}$

Afin de créer une réaction en chaîne qui s'entretient d'elle-même, la valeur de $k$ doit être plus grande que 1($k>1$). En pratique, elle doit être d'une valeur au moins 3 à 4 % supérieure. Les premières valeurs obtenues par Zinn en Modèle:Date- sont de 0,87. Fermi base alors ses espoirs d'obtenir de meilleurs résultats en établissant une nouvelle configuration et en obtenant de l'uranium et du graphite plus purs.

Au début de l'année 1942, avec l'entrée en guerre des États-Unis, Arthur Compton amène les différentes équipes du projet Manhattan à travailler avec le plutonium au Metallurgical Laboratory de l'université de ChicagoModèle:Sfn. Zinn utilise les installations abandonnées du Modèle:Lien afin de construire les configurations toujours plus grandes imaginées par Fermi. En juillet, Fermi obtient k = 1,007 à partir de réseaux d'oxyde d'uranium. Cela donne confiance aux chercheurs qu'un montage fait d'uranium pur pourra obtenir une valeur de k appropriéeModèle:Sfn.

En décembre, Zinn et Anderson ont terminé une nouvelle configuration au Modèle:Lang. D'une envergure de Modèle:Nb de long par Modèle:Nb de large pour Modèle:Nb de haut, elle contient Modèle:Nb de graphite et Modèle:Nb d'un mélange d'uranium métallique et d'oxyde d'uranium. La configuration est testée l'après-midi du Modèle:Date- et le réacteur, connu sous le nom de Chicago Pile-1, fonctionne sans incident. Le réacteur n'ayant pas de radioprotection, on limite sa puissance à environ Modèle:Unité et maintient son activité pendant 3 mois. Il est arrêté le Modèle:Date-, l'armée voulant éviter les risques d'accidents près d'une zone fortement peuplée.

L'armée achète Modèle:Nb des Modèle:Lien et formera le Site A/Plot M, où travaillera une centaine de personnes. Zinn, sous la direction de Fermi, est responsable du site.

Modèle:Lang est démonté et reconstruit sur le site, cette fois avec un bouclier radioprotecteur. Désormais désigné par le nom de Modèle:Lang, le réacteur est à nouveau opérationnel le Modèle:Date-. En quelques mois, Fermi conçoit un nouveau réacteur, la Chicago Pile-3. Très différent des deux premiers, le réacteur est beaucoup plus petit (Modèle:Nb de diamètre par Modèle:Nb de haut) et possède 120 barres d'uranium, modérées par Modèle:Nb d'eau lourde. Zinn est à nouveau chargé de la construction, qui débute le Modèle:Date-.

Modèle:Lang est opérationnel le Modèle:Date- et commence ses opérations le Modèle:Date-, opérant à une puissance maximale de Modèle:UnitéModèle:SfnModèle:,Modèle:Sfn. Lorsque Fermi quitte pour le complexe nucléaire de Hanford, Zinn est la seule personne responsable du site.

Le Modèle:Date- reçoit un appel d'urgence de Samuel Allison, directeur du Modèle:Lang. Le Réacteur B d'Hanford s'est éteint peu de temps après avoir atteint sa puissance maximale, pour revenir en état de marche quelques heures plus tard. Modèle:Lien suspecte la présence d'un poison à neutrons. Zinn amène rapidement Chicago Pile-3 à pleine puissance afin d'effectuer une série de mesures. En une demi-journée, il confirme les résultats d'HanfordModèle:Sfn.

Au cours des mois suivants, environ 175 techniciens sont transférés du Modèle:Lang à Hanford et Los Alamos. L'équipe de Zinn est fortement réduite, mais Compton n'encourage pas la fermeture du siteModèle:Sfn.

Bibliographie

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