Cara Kerja Senjata Nuklir

Senjata nuklir melepaskan energi bukan dari reaksi kimia seperti TNT, melainkan dari inti atom itu sendiri. Satu hulu ledak seukuran kulkas dapat melepaskan energi lebih besar daripada gabungan semua bom yang dijatuhkan sepanjang Perang Dunia Kedua. Ada dua mekanisme dasar: fisi dan fusi.

Fisi: membelah atom berat

Isotop berat tertentu, uranium-235 dan plutonium-239, terbelah menjadi dua fragmen yang lebih ringan ketika dihantam neutron, sambil melepaskan energi dan dua atau tiga neutron baru. Jika cukup banyak bahan dikemas cukup rapat (massa kritis), neutron-neutron itu memicu fisi lanjutan dan reaksinya tumbuh secara eksponensial: sekitar 80 generasi penggandaan terjadi dalam waktu kurang dari satu mikrodetik.

Masalah rekayasanya adalah menjaga bahan tetap subkritis sampai saat peledakan. Dua solusi dibangun pada 1945:

• Tipe senapan: sepotong uranium ditembakkan melalui laras ke potongan lainnya. Sederhana dan begitu andal sehingga tidak pernah diuji penuh sebelum dipakai; inilah Little Boy, bom Hiroshima berkekuatan sekitar 15 kiloton.
• Implosi: bola plutonium diremukkan hingga superkritis oleh bahan peledak konvensional dengan pewaktuan yang sangat presisi. Rancangan ini dibuktikan pada uji coba Trinity dan dipakai dalam Fat Man di atas Nagasaki.

Senjata fisi murni paling tinggi mencapai beberapa ratus kiloton; yang terbesar yang pernah diuji, Ivy King, menghasilkan sekitar 500 kt.

Fusi: lompatan termonuklir

Fusi menggabungkan inti ringan, deuterium dan tritium, dan melepaskan energi per gram yang lebih besar lagi, tetapi membutuhkan suhu puluhan juta derajat. Satu-satunya pemantik yang praktis adalah bom fisi itu sendiri. Dalam rancangan bertingkat Teller–Ulam, “primer” fisi meledak lebih dulu, dan sinar-X-nya memampatkan serta menyulut “sekunder” fusi yang terpisah secara fisik sebelum bom itu hancur berkeping-keping. Pada prinsipnya tingkatan dapat dirangkai tanpa batas; dengan cara itulah Uni Soviet mencapai 50 megaton pada Tsar Bomba.

Kebanyakan hulu ledak modern adalah rancangan termonuklir dua tingkat, biasanya diperkuat: beberapa gram gas deuterium-tritium yang disuntikkan ke primer menaikkan efisiensinya secara tajam, sehingga hulu ledak bisa kecil, ringan, dan aman sambil tetap menghasilkan ratusan kiloton.

Mengapa hulu ledak modern “lebih kecil”

Rudal era Perang Dingin tidak akurat, sehingga negara adidaya mengimbanginya dengan hulu ledak bermegaton-megaton. Seiring membaiknya sistem pemandu, akurasi menggantikan kekuatan kasar: hulu ledak strategis yang umum digelar saat ini, seperti W88 Amerika (455 kt) atau hulu ledak Topol Rusia (800 kt), jauh di bawah monster bermegaton-megaton era 1960-an, dan satu rudal kini membawa beberapa hulu ledak dengan sasaran masing-masing (MIRV), bukan satu hulu ledak raksasa.

Lihat sendiri perbedaannya

Cara terbaik memahami arti angka-angka ini adalah membandingkannya di peta: coba bom Hiroshima 15 kt, lalu hulu ledak Topol modern 800 kt di atas Washington, kemudian Tsar Bomba 50 megaton, semuanya di simulator. Bagaimana kehancuran itu sebenarnya terjadi dibahas di dampak ledakan nuklir.