Énergie nucléaire

• Introduction
• Chapitre 1 La découverte de l'atome et de son noyau
• Chapitre 2 Comprendre les réactions nucléaires : fission et fusion
• Chapitre 3 Les pionniers de l'ère atomique
• Chapitre 4 Comment fonctionne un réacteur nucléaire
• Chapitre 5 Types de réacteurs nucléaires dans le monde
• Chapitre 6 Le cycle du combustible nucléaire : de l'extraction de l'uranium au retraitement
• Chapitre 7 Production d'électricité : le rôle des centrales nucléaires
• Chapitre 8 Sûreté et sécurité dans les installations nucléaires
• Chapitre 9 L'histoire des accidents nucléaires : leçons apprises
• Chapitre 10 Gestion et élimination des déchets nucléaires
• Chapitre 11 Les effets sur la santé des radiations
• Chapitre 12 L'énergie nucléaire et l'environnement : une solution bas-carbone ?
• Chapitre 13 L'économie de l'énergie nucléaire
• Chapitre 14 La prolifération nucléaire et les garanties internationales
• Chapitre 15 Le rôle de l'Agence internationale de l'énergie atomique (AIEA)
• Chapitre 16 La perception du public et les idées fausses sur l'énergie nucléaire
• Chapitre 17 Les enjeux politiques de l'énergie nucléaire
• Chapitre 18 Les petits réacteurs modulaires : la prochaine génération de l'énergie nucléaire
• Chapitre 19 La fusion nucléaire : la quête d'une énergie illimitée
• Chapitre 20 Au-delà de la production d'électricité : médecine nucléaire et autres applications
• Chapitre 21 L'utilisation de l'énergie nucléaire dans l'exploration spatiale
• Chapitre 22 Le démantèlement des centrales nucléaires
• Chapitre 23 Une analyse comparative des sources d'énergie mondiales
• Chapitre 24 L'avenir de l'énergie nucléaire dans un monde en mutation
• Chapitre 25 Considérations éthiques et voie à suivre

Il existe une quantité d'énergie stupéfiante, presque incompréhensible, enfermée au cœur du noyau d'un atome. C'est une énergie qui alimente les étoiles et constitue l'architecture fondamentale de notre réalité physique. Pendant la majeure partie de l'histoire humaine, cette source d'énergie colossale est restée totalement inconnue, un secret jalousement gardé au sein des plus petites particules de matière. La libérer — exploiter les liens mêmes qui maintiennent l'univers ensemble — est sans doute l'entreprise technologique la plus ambitieuse et la plus controversée de l'humanité. Ce livre raconte cette entreprise. C'est l'histoire de l'énergie nucléaire, la puissance de l'atome.

Le concept central est à la fois simple et profond. L'énergie ordinaire, celle que l'humanité utilise depuis des millénaires, provient de réactions chimiques. Brûler du bois, du charbon ou du gaz implique de réarranger les électrons qui orbitent autour du noyau d'un atome. L'énergie nucléaire, en revanche, provient du noyau lui-même. En scindant un gros noyau, un processus appelé fission, ou en forçant deux petits noyaux à fusionner, un processus connu sous le nom de fusion, une partie de leur masse est convertie directement en une quantité d'énergie prodigieuse. C'est le mécanisme qui enflamme le soleil chaque matin et qui, de manière bien plus contrôlée, produit de l'électricité dans les centrales du monde entier.

Ce n'est pas seulement une question d'échelle ; c'est un ordre de grandeur entièrement différent. Un seul pastille de combustible à l'uranium, plus petite qu'une phalange, peut générer autant d'énergie qu'une tonne de charbon, 149 gallons de pétrole ou 17 000 pieds cubes de gaz naturel. Un kilogramme d'uranium, lorsqu'il est pleinement exploité, contient deux à trois millions de fois l'énergie d'un kilogramme de charbon ou de pétrole. Cette densité énergétique incroyable est la source de la plus grande promesse de l'énergie nucléaire. Elle offre le potentiel d'un monde doté d'une électricité abondante, produite à partir d'une source de combustible qui nécessite remarquablement peu de terrain et n'émet pratiquement aucun gaz à effet de serre pendant son fonctionnement.

Aujourd'hui, environ 440 réacteurs nucléaires de production d'électricité sont opérationnels dans 31 pays, fournissant collectivement environ 9 % de l'électricité mondiale. Cela en fait la deuxième plus grande source d'énergie bas carbone de la planète, après l'hydroélectricité. Certaines nations l'ont adopté sans réserve ; la France, par exemple, produit environ 65 % de son électricité à partir de réacteurs nucléaires. Aux États-Unis, les centrales nucléaires fournissent près de 20 % de l'électricité du pays, constituant une colonne vertébrale essentielle de son réseau électrique. Depuis plus d'un demi-siècle, ces installations produisent de l'énergie, accumulant environ 20 000 années-réacteur d'expérience opérationnelle.

Pourtant, malgré tout son potentiel, aucune autre technologie n'inspire un mélange aussi puissant d'espoir et de peur. Les mots « énergie nucléaire » évoquent une tempête d'images contradictoires. D'un côté, nous voyons l'efficacité propre et silencieuse d'une centrale moderne, symbole du progrès scientifique. De l'autre, nous voyons le champignon atomique d'une bombe et les conséquences glaciales d'accidents survenus dans des lieux comme Tchernobyl et Fukushima. Cette dualité est inhérente à la technologie elle-même. Les mêmes processus atomiques qui peuvent faire bouillir de l'eau pour créer de la vapeur et générer de l'électricité peuvent aussi être utilisés pour créer des armes d'une destruction inimaginable.

Cette nature à « double usage » de la technologie nucléaire se trouve au cœur du débat mondial qui l'entoure. Nombre des matériaux et technologies associés à un programme nucléaire civil pourraient potentiellement être détournés à des fins militaires. Ce dilemme fondamental a façonné la politique internationale pendant des décennies, conduisant à des traités complexes et à des organismes de régulation conçus pour promouvoir l'utilisation pacifique de l'atome tout en empêchant la prolifération des armes nucléaires. C'est un exercice d'équilibre constant et délicat entre l'exploitation d'un outil puissant pour la prospérité humaine et la containment de sa capacité de dévastation.

La relation du public avec l'énergie nucléaire a été volatile, oscillant souvent de manière spectaculaire au gré des événements mondiaux. Le soutien public, qui a chuté brutalement après les incidents des années 1970 et 1980, a fluctué au fil des décennies. Suite à l'accident de Fukushima en 2011, l'opposition a augmenté dans de nombreux pays. Cependant, ces dernières années, alors que l'urgence du changement climatique s'est intensifiée, l'opinion publique et politique dans de nombreuses régions du monde a commencé à évoluer à nouveau. Les sondages montrent que le soutien augmente progressivement, de nombreuses personnes considérant désormais l'énergie nucléaire comme un outil crucial dans la lutte pour réduire les émissions de carbone.

Malgré cela, une part significative du public reste indécise ou opposée, ses opinions étant façonnées par des préoccupations profondément ancrées concernant la sécurité, l'élimination des déchets radioactifs et le potentiel d'accidents. Les enquêtes révèlent un paradoxe curieux : les personnes vivant dans des pays qui possèdent déjà l'énergie nucléaire ont tendance à être plus favorables, et il existe une corrélation claire entre la connaissance de la technologie et le soutien qu'elle reçoit. Pourtant, beaucoup admettent ne pas se sentir bien informés, laissant une large zone intermédiaire sensible à la fois à la désinformation et aux angoisses légitimes. Ce livre vise à combler ce fossé informationnel.

L'objectif ici n'est pas de vous convaincre que l'énergie nucléaire est le sauveur ultime ou un méchant impardonnable. Il est plutôt de fournir une visite complète et accessible de l'ensemble du sujet. Nous partirons des découvertes révolutionnaires du début du XXe siècle pour aller vers les conceptions de réacteurs de pointe de demain. Ce livre démystifiera la science, racontera l'histoire, expliquera la technologie et affrontera sans détour les controverses. Nous explorerons comment fonctionne un réacteur, d'où vient son combustible et ce qu'il advient de lui une fois usé.

Nous affronterons les questions les plus difficiles de front. Quelle est la sécurité des centrales nucléaires ? Quels sont les véritables effets sanitaires des radiations ? Pourrons-nous jamais trouver une solution permanente pour les déchets nucléaires ? Quel est le coût réel de l'électricité nucléaire par rapport à d'autres sources comme le solaire, l'éolien et les combustibles fossiles ? Nous regarderons également au-delà de la production d'énergie vers les autres applications remarquables de la science nucléaire, des traitements médicaux qui sauvent des vies et des utilisations industrielles à l'alimentation de missions dans l'espace lointain.

La discussion est plus urgente que jamais. Le monde fait face à la tâche monumentale de se détourner des combustibles fossiles qui ont alimenté la civilisation industrielle pendant des siècles mais menacent désormais d'altérer irrévocablement notre climat. La demande d'électricité devrait augmenter de manière significative dans les décennies à venir, portée par une population mondiale croissante et l'électrification des transports et de l'industrie. Satisfaire cette demande tout en atteignant simultanément la neutralité carbone est un défi aux proportions stupéfiantes.

Les sources d'énergie renouvelables comme l'éolien et le solaire se développent rapidement et joueront sans aucun doute un rôle central dans notre avenir énergétique. Mais elles s'accompagnent aussi de leurs propres défis, notamment leur intermittence — le soleil ne brille pas toujours et le vent ne souffle pas toujours. L'énergie nucléaire, par contraste, fournit une source d'électricité constante, fiable, 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, ce qui en fait un composant unique et puissant d'un réseau énergétique bas carbone stable.

Ce livre est structuré pour vous guider logiquement à travers ce paysage complexe. Nous commencerons par l'atome lui-même, en explorant les découvertes qui ont percé ses secrets. Nous rencontrerons ensuite les pionniers de l'ère atomique et nous plongerons dans les réactions fondamentales — fission et fusion — qui libèrent la puissance de l'atome. De là, nous passerons au monde pratique des réacteurs nucléaires, en examinant les différents types en service aujourd'hui et le cycle du combustible complexe qui les soutient.

Les chapitres suivants aborderont les questions cruciales de la sécurité, des accidents, de la gestion des déchets et des réalités économiques et politiques qui façonnent l'industrie. Nous étudierons le rôle des organismes internationaux dans la sauvegarde des matériaux nucléaires et explorerons la perception souvent polarisée du public vis-à-vis de cette technologie. Enfin, nous tournerons notre regard vers l'horizon, en examinant la prochaine génération de réacteurs modulaires plus petits et la quête tantalisant, vieille de plusieurs décennies, pour atteindre la fusion nucléaire contrôlée — un processus qui pourrait un jour fournir une source d'énergie propre véritablement illimitée.

Naviguer dans le monde de l'énergie nucléaire nécessite une vision lucide, qui reconnaît à la fois ses immenses avantages et ses risques inhérents. C'est une technologie née de l'ingéniosité humaine, un témoignage de notre capacité à sonder les mécanismes les plus profonds de la nature. Mais c'est aussi une technologie qui exige un niveau de responsabilité, de prévoyance et de coopération internationale sans précédent. L'histoire de l'énergie nucléaire ne concerne pas seulement la physique et l'ingénierie ; elle concerne la politique, l'économie, la psychologie et l'éthique. C'est une histoire sur la relation difficile, et souvent tourmentée, de l'humanité avec ses propres créations les plus puissantes. Le voyage pour comprendre la puissance de l'atome commence maintenant.

Depuis presque aussi longtemps que les humains contemplent la nature du monde, ils se demandent de quoi il est fait. Si vous prenez un morceau de matière — une roche, une feuille, une goutte d'eau — et que vous le coupez en deux, puis encore en deux, et ainsi de suite, pouvez-vous faire cela indéfiniment ? Ou arrivez-vous finalement à une particule fondamentale, finale, qui ne peut plus être divisée ? Vers 400 av. J.-C., le philosophe grec Démocrite défendit cette dernière idée. Il proposa que toute la matière était composée de particules minuscules, indivisibles et indestructibles qu'il appela atomos, le mot grec pour « incoupable ».

La théorie de Démocrite était une intuition remarquable, mais ce n'était que cela : une théorie née de la philosophie, non de l'expérimentation. Son contemporain, Aristote, proposa une idée plus populaire et finalement plus influente : que toute la matière était une combinaison de quatre éléments fondamentaux — la terre, l'air, le feu et l'eau. La vision d'Aristote prévalut pendant deux millénaires, et le concept d'atomes fut relégué aux marges de la pensée intellectuelle. L'idée ne fut pas entièrement oubliée, mais il fallut plus de 2 000 ans pour qu'elle ressurgisse et soit placée sur des bases scientifiques solides.

Celui qui fit passer l'atome du domaine de la philosophie à celui du laboratoire fut John Dalton, un chimiste, physicien et météorologue anglais. Au début des années 1800, Dalton mena une série d'expériences sur les gaz qui le conduisirent à formuler la première théorie atomique moderne. Il postula que toute la matière est composée d'atomes, qu'il imaginait comme de minuscules sphères solides. Selon la théorie de Dalton, tous les atomes d'un élément particulier sont identiques en masse et en propriétés. Il proposa en outre que les composés se forment lorsque des atomes d'éléments différents se combinent dans des rapports simples, en nombres entiers, et que les réactions chimiques ne sont que le réarrangement de ces atomes.

Le modèle de Dalton constitua un pas de géant. Il fournit une base scientifique à la chimie, expliquant les lois de la conservation de la masse et des proportions définies. Pourtant, sa conception de l'atome comme une simple bille dure et indivisible ne dura pas. La première faille dans ce modèle ne vint pas d'un chimiste, mais d'un physicien explorant un phénomène étrange qui se produisait lorsqu'on appliquait une haute tension à un gaz dans un tube de verre scellé à basse pression. Ces tubes à décharge gazeuse produisaient une forme inhabituelle d'énergie qui émanait de l'électrode négative, connue sous le nom de cathode.

Le physicien britannique J. J. Thomson entreprit l'étude de ces « rayons cathodiques » dans les années 1890. En 1897, au cours d'une série d'expériences ingénieuses, il démontra que ces rayons n'étaient pas de la lumière, mais plutôt un flux de particules incroyablement petites, chargées négativement. Il montra que ces particules pouvaient être déviées à la fois par des champs électriques et magnétiques. En mesurant soigneusement ces déviations, Thomson put calculer le rapport masse/charge des particules. Il découvrit que ce rapport était le même, quel que soit le type de gaz dans le tube ou le métal utilisé pour les électrodes.

L'implication des découvertes de Thomson était stupéfiante. Ces particules étaient environ 1 800 fois plus légères que l'atome le plus léger connu, l'hydrogène. Il avait découvert la première particule subatomique. Puisque ces particules étaient des composants universels de toute la matière, cela signifiait que l'atome indivisible de Dalton pouvait, en fait, être divisé. Thomson appela ces particules « corpuscules », bien qu'elles devinssent bientôt connues sous le nom que nous utilisons aujourd'hui : électrons.

La découverte de l'électron remit en question le modèle de l'atome. Si les atomes contenaient ces minuscules particules négatives, ils devaient aussi contenir une charge positive pour rester électriquement neutres. Mais comment ces composants étaient-ils agencés ? Thomson proposa en 1904 ce qui devint connu sous le nom de modèle « pudding aux pruneaux » (ou « pudding aux raisins »). Il imaginait l'atome comme une sphère de charge positive uniformément répartie, avec des électrons chargés négativement incrustés à l'intérieur, un peu comme des pruneaux (ou des raisins) dans un pudding. Dans ce modèle, l'atome était une boule molle, nébuleuse, avec sa masse et sa charge étalées partout.

Au moment même où la communauté scientifique luttait avec l'idée de particules subatomiques, une découverte nouvelle et encore plus déconcertante émergea de Paris. En 1896, le physicien français Henri Becquerel étudiait la phosphorescence, le phénomène où certains matériaux brillent après avoir été exposés à la lumière. Il s'intéressait particulièrement à savoir si les minéraux phosphorescents émettaient les rayons X nouvellement découverts. Son expérience consistait à placer des sels d'uranium sur une plaque photographique enveloppée de papier noir et à l'exposer au soleil. Comme il s'y attendait, la plaque fut voilée, suggérant que l'uranium, après avoir absorbé la lumière du soleil, émettait une forme de rayonnement pénétrant.

La preuve définitive survint cependant par accident. Après une telle expérience, Paris fut couvert pendant plusieurs jours, empêchant Becquerel d'exposer ses sels d'uranium au soleil. Il rangea la plaque photographique enveloppée et l'échantillon d'uranium dans un tiroir sombre et attendit le retour du beau temps. Quelques jours plus tard, pour des raisons qu'il ne put bien expliquer, il décida de développer la plaque quand même. À son stupéfaction, l'image sur la plaque était forte et nette. Le sel d'uranium émettait un rayonnement en continu, de lui-même, sans aucune source d'énergie externe comme le soleil. Il avait découvert la radioactivité naturelle.

La découverte de Becquerel captiva une jeune scientifique polonaise établie à Paris, Marie Sklodowska Curie. Pour sa thèse de doctorat, elle décida d'étudier ces mystérieux « rayons de Becquerel ». Rejointe par son mari, Pierre Curie, elle entreprit une recherche systématique d'autres éléments émettant cette énergie étrange. Elle découvrit bientôt que l'élément thorium était également radioactif. Ce fut Marie Curie qui forgea le terme « radioactivité » pour décrire cette émission spontanée de rayonnement par certains éléments.

En étudiant un minerai d'uranium appelé pechblende, les Curie remarquèrent quelque chose de particulier. Le minerai était significativement plus radioactif que la quantité d'uranium pur qu'il contenait ne pouvait l'expliquer. Ils émirent l'hypothèse que la pechblende devait contenir un ou plusieurs éléments inconnus, hautement radioactifs. S'ensuivit un processus ardu d'analyse chimique. Travaillant dans un hangar primitif, ils traitèrent patiemment des tonnes de pechblende pour isoler ces substances inconnues.

Leur travail acharné porta ses fruits. En juillet 1898, ils annoncèrent la découverte d'un nouvel élément qu'ils nommèrent « polonium » en l'honneur de la Pologne natale de Marie. Quelques mois plus tard, en décembre, ils annoncèrent la découverte d'un élément encore intensément radioactif qu'ils appelèrent « radium ». La découverte de ces éléments démontra que la radioactivité n'était pas unique à l'uranium, mais était une propriété de certains types d'atomes. Elle laissait entrevoir une puissante source d'énergie résidant au plus profond de l'atome lui-même, une source complètement indépendante des liaisons chimiques.

L'homme qui finirait par percer le secret de l'atome et révéler sa véritable structure fut Ernest Rutherford, un physicien brillant originaire de Nouvelle-Zélande qui travaillait alors à Manchester, en Angleterre. Rutherford avait déjà distingué et nommé deux types de rayonnement émis par les éléments radioactifs : les particules alpha, lourdes et chargées positivement, et les particules bêta, légères et chargées négativement (et plus tard identifiées comme des électrons). Intrigué par le modèle du pudding aux pruneaux de Thomson, Rutherford conçut une expérience pour sonder la structure interne de l'atome en utilisant des particules alpha comme de minuscules projectiles.

L'expérience, menée en 1909 par ses assistants Hans Geiger et Ernest Marsden, est aujourd'hui célèbre sous le nom d'expérience de la feuille d'or. Le dispositif était simple : une source de particules alpha était dirigée vers une feuille d'or extrêmement fine. Un écran phosphorescent qui s'illuminait lorsqu'il était frappé par une particule alpha était placé autour de la feuille pour détecter la trajectoire des particules après leur passage.

Selon le modèle du pudding aux pruneaux de Thomson, la charge positive et la masse des atomes d'or étaient étalées finement dans leur volume. Rutherford s'attendait donc à ce que les particules alpha, rapides et relativement massives, traversent la feuille presque sans être déviées, comme une balle tirée à travers un morceau de papier de soie. Et pour la plupart, c'est exactement ce qui se passa. La grande majorité des particules alpha traversèrent la feuille sans être perturbées.

Mais vint ensuite la surprise. Une toute petite fraction des particules alpha, environ 1 sur 8 000, fut déviée à de grands angles. Plus étonnant encore, quelques-unes rebondirent presque droit en arrière depuis la feuille. Rutherford décrivit plus tard sa réaction : « Ce fut l'événement le plus incroyable qui me soit jamais arrivé. C'était presque aussi incroyable que si vous tiriez un obus de 15 pouces sur une feuille de papier de soie et qu'il vous revenait en pleine figure. »

Les résultats étaient complètement incompatibles avec le modèle du pudding aux pruneaux. La seule façon d'expliquer les déviations à grands angles était que la charge positive et la masse de l'atome ne soient pas étalées, mais concentrées dans une minuscule région dense au centre. La plupart des particules alpha traversaient l'immense espace vide de l'atome, mais celles qui passaient près de ce noyau central dense étaient repoussées si violemment par sa charge positive concentrée qu'elles étaient déviées brutalement.

En 1911, Rutherford présenta son modèle révolutionnaire de l'atome, basé sur les résultats de l'expérience de la feuille d'or. Il proposa que l'atome consiste en un noyau très petit, dense et chargé positivement, qu'il appela le noyau. Ce noyau contenait presque toute la masse de l'atome. Les électrons, beaucoup plus légers et chargés négativement, orbitaient autour de ce noyau à une distance, un peu comme les planètes autour du soleil. Pour la première fois, l'humanité avait une image de l'atome nucléaire.

La découverte du noyau par Rutherford ouvrait une nouvelle série de questions. De quoi le noyau était-il fait ? Les travaux de Rutherford avaient déjà montré que le noyau d'un atome d'hydrogène était le noyau le plus léger et semblait être une unité fondamentale de charge positive. En 1919, ses expériences consistant à bombarder du gaz azote avec des particules alpha montrèrent que des noyaux d'hydrogène étaient éjectés des atomes d'azote. Il conclut que ce noyau d'hydrogène était une particule fondamentale et un constituant de tous les autres noyaux. En 1920, il avait nommé cette particule le proton.

Cependant, le proton seul ne pouvait rendre compte de la masse totale du noyau. Un noyau d'hélium, par exemple, avait une charge de +2 (signifiant deux protons), mais une masse environ quatre fois supérieure à celle d'un seul proton. Pendant des années, les scientifiques luttèrent pour expliquer cette différence de masse. Une théorie était que le noyau contenait des protons supplémentaires dont la charge était annulée par des électrons également présents dans le noyau.

Rutherford lui-même spécula en 1920 sur l'existence possible d'une particule ayant la masse d'un proton mais aucune charge électrique. Il créa même le terme « neutron » pour cette particule hypothétique. La recherche du neutron s'avéra difficile précisément parce qu'il n'avait pas de charge, ce qui signifiait qu'il ne serait pas dévié par des champs électriques ou magnétiques et ne laisserait aucune trace dans une chambre à brouillard.

La pièce finale du puzzle nucléaire fut mise en place par James Chadwick, un ancien étudiant de Rutherford, en 1932. Chadwick étudiait un rayonnement déconcertant émis par du béryllium bombardé de particules alpha. D'autres chercheurs avaient pris ce rayonnement pour des rayons gamma de haute énergie. Chadwick, cependant, réalisa des expériences montrant que ce nouveau rayonnement pouvait éjecter des protons d'un bloc de cire de paraffine avec une force considérable.

Ses calculs montraient que les rayons gamma n'auraient pas assez de quantité de mouvement pour faire cela. Le rayonnement devait être composé de particules sans charge avec une masse presque identique à celle d'un proton. Chadwick avait trouvé la particule manquante de Rutherford : le neutron. Sa découverte, publiée dans un article sobrement intitulé « Possible Existence of a Neutron » (Existence possible d'un neutron), complétait le modèle de base du noyau de l'atome.

Avec la découverte du neutron, l'image du noyau était essentiellement complète. C'était un noyau dense composé de protons chargés positivement et de neutrons électriquement neutres, ces deux particules représentant presque toute la masse de l'atome. Entourant ce noyau se trouvait un nuage d'électrons en orbite. Le nombre de protons déterminait l'identité de l'élément, tandis que la somme des protons et des neutrons déterminait sa masse.

Un dernier raffinement de ce modèle planétaire vint du physicien danois Niels Bohr en 1913. Bohr corrigea une faille critique du modèle de Rutherford : selon la physique classique, un électron en orbite devrait rayonner de l'énergie en continu, perdre de la vitesse et spiraler vers le noyau. Bohr incorpora des idées du domaine naissant de la théorie quantique pour proposer que les électrons ne pouvaient exister que dans des orbites spécifiques, discrètes, ou niveaux d'énergie, sans rayonner d'énergie. Ils pouvaient « sauter » entre ces niveaux en absorbant ou en émettant une quantité spécifique d'énergie, ce qui expliquait les spectres lumineux caractéristiques émis par les éléments.

Au début des années 1930, l'atome jadis indivisible avait été révélé comme un système complexe. Il était majoritairement vide, gouverné par un noyau minuscule et dense regorgeant d'une quantité extraordinaire de matière et lié par des forces pas encore entièrement comprises. Cette nouvelle connaissance de la structure de l'atome, particulièrement la composition de son noyau, préparait le terrain pour le prochain grand chapitre de la science : la manipulation délibérée du noyau lui-même. La quête pour comprendre la nature fondamentale de la matière avait involontairement conduit l'humanité au seuil d'une source d'énergie d'une puissance inimaginable.