Metodologi: Cara Simulator Menghitung Dampak Nuklir

Semua yang digambar simulator di peta dihitung dari model dampak senjata nuklir yang telah dipublikasikan secara terbuka dan dideklasifikasi. Halaman ini menjelaskan dari mana angka-angka itu berasal dan asumsi apa yang mendasarinya.

Ledakan uji coba nuklir — Uji coba “Badger” berkekuatan 23 kiloton di Nevada Test Site, 1953. Data dari ratusan uji coba semacam ini menjadi dasar model dampak yang dipakai di sini.

Sumber utama

Rujukan intinya adalah The Effects of Nuclear Weapons karya Samuel Glasstone dan Philip J. Dolan (edisi ke-3, 1977), kompendium standar data dampak nuklir yang dulu merupakan dokumen resmi pemerintah AS dan kini telah lama dideklasifikasi serta tersedia bebas. Persamaan pelengkap diambil dari kajian penskalaan E. Royce Fletcher, laporan Office of Technology Assessment AS The Effects of Nuclear War (1979), dan persamaan-persamaan terbuka yang dipopulerkan proyek NUKEMAP Alex Wellerstein.

Diagram lingkaran kerusakan tekanan lebih — Patokan tekanan lebih: 20 psi (kehancuran total), 5 psi (rumah runtuh), 1 psi (kaca jendela pecah).

Tekanan lebih gelombang ledakan

Kerusakan akibat ledakan dinyatakan dalam tekanan lebih dengan satuan psi (pon per inci persegi). Jarak bertambah sebanding dengan akar pangkat tiga daya ledak (penskalaan Hopkinson–Cranz): bom yang 8× lebih kuat hanya mendorong setiap lingkaran tekanan 2× lebih jauh. Lingkaran bawaan simulator mengikuti patokan kerusakan yang sudah mapan: 20 psi, bangunan beton bertulang hancur dan korban jiwa mendekati 100%; 5 psi, sebagian besar bangunan hunian runtuh; 1 psi, kaca jendela pecah dan melukai orang. Untuk ledakan di udara, model dapat mengoptimalkan ketinggian ledakan agar radius tekanan lebih yang dipilih menjadi semaksimal mungkin.

Radiasi termal

Lingkaran termal menunjukkan jarak miring tempat denyut panas menyalurkan energi (dalam cal/cm²) yang cukup untuk menimbulkan luka bakar derajat satu, dua, atau tiga dengan probabilitas tertentu, atau untuk menyulut kayu kering. Energi yang diperlukan bertambah perlahan seiring daya ledak, karena ledakan yang lebih besar memancarkan denyutnya dalam waktu lebih lama. Model mengasumsikan kondisi atmosfer yang cukup cerah; kabut, awan, dan bayangan mengubah hasil nyata secara signifikan.

Radiasi pengion

Lingkaran radiasi menunjukkan jarak tempat dosis seketika (dalam rem) disalurkan oleh semburan awal neutron dan sinar gama. Dosis 500–600 rem biasanya mematikan tanpa perawatan medis intensif. Pada senjata berdaya ledak besar, radius mematikan dari gelombang ledakan dan radiasi termal menjangkau jauh melampaui radius radiasi seketika; itulah sebabnya efek ini paling penting pada senjata kecil sekelas Hiroshima.

Jatuhan radioaktif

Kepulan jatuhan radioaktif dimodelkan untuk ledakan permukaan (ledakan di udara yang bola apinya tidak menyentuh tanah hanya menghasilkan sedikit jatuhan lokal). Masukannya adalah daya ledak, fraksi fisi, serta kecepatan dan arah angin; keluarannya berupa sekumpulan kontur laju dosis dalam rad per jam, mengacu pada satu jam setelah ledakan (“H+1”), mengikuti pendekatan sederhana ala SIMFIC yang dijelaskan dalam literatur terbuka. Pola jatuhan sesungguhnya jauh lebih tidak beraturan: bergantung pada angin di setiap ketinggian, hujan, dan medan.

Medan dan bangunan

Setiap lingkaran di peta dihitung untuk tanah datar dan terbuka, sebagaimana model rujukan klasik disusun. Bentang alam nyata mengubah gambarannya. Kilatan panas merambat lurus, sehingga apa pun yang berada di balik punggung bukit atau bangunan masif terlindung dari luka bakar, sementara lereng terbuka yang menghadap bola api bisa terhantam lebih parah. Gelombang ledakan membelok mengitari rintangan, tetapi bukit tetap melemahkannya di sisi belakang, dan lembah serta jalan lurus yang panjang dapat menyalurkannya. Nagasaki adalah contoh klasik: bom meledak di atas lembah Urakami, dan perbukitan di sekelilingnya mengurung sebagian besar kehancuran, sehingga pusat kota di baliknya rusak jauh lebih ringan daripada yang disiratkan lingkaran semata. Kawasan padat gedung tinggi menambah perlindungan dan puing-puingnya sendiri. Anggaplah lingkaran itu sebagai perkiraan skala untuk kota datar yang diidealkan, bukan peta kerusakan jalan demi jalan.

Penampang bukit yang menghalangi garis pandang dari bola api nuklir, dengan bayangan medan diarsir — Punggung bukit di antara bola api dan permukaan tanah menciptakan bayangan medan: tanpa garis pandang, tanpa luka bakar kilat. Jauh di balik punggung bukit besar, gelombang ledakan kemungkinan juga lebih lemah.

Untuk menunjukkan sebagian hal ini, peta menggambar bayangan medan setelah setiap ledakan. Dengan data elevasi terbuka, simulator memancarkan 720 garis dari bola api, pada ketinggian ledakan sesungguhnya dan dengan memperhitungkan kelengkungan Bumi, lalu mengarsir biru setiap tempat di dalam radius luka bakar yang tidak dapat melihat bola api: tanpa garis pandang berarti tanpa luka bakar akibat kilatan panas. Bangunan tidak diikutsertakan karena tidak ada kumpulan data global tentang tinggi bangunan. Kawasan yang tersembunyi jauh di balik punggung bukit besar (garis pandang melewati lebih dari 150 m di bawah permukaan medan) diarsir merah di dalam radius ledakan sebagai petunjuk kualitatif bahwa gelombang ledakan di sana kemungkinan lebih lemah; lingkaran ledakannya sendiri tetap bundar, karena memodelkan bagaimana gelombang kejut membelok di medan nyata memerlukan simulasi fisika penuh. Di tanah datar, seperti sebagian besar Kyiv atau Hiroshima, bayangan itu nyaris lenyap, sebagaimana mestinya.

Perkiraan korban

Setelah setiap ledakan, simulator memperkirakan berapa orang yang akan tewas dan terluka. Simulator menghitung penduduk setiap kilometer persegi di dalam lingkaran kerusakan menggunakan kisi populasi GHS-POP 2025 (30 detik busur, sekitar 1 km; Komisi Eropa, Joint Research Centre, Global Human Settlement Layer, CC BY 4.0) dan menerapkan tingkat korban menurut tekanan lebih dari kajian Office of Technology Assessment AS The Effects of Nuclear War (1979): di atas 12 psi sekitar 98% tewas; antara 5 dan 12 psi 50% tewas dan 40% terluka; antara 2 dan 5 psi 5% tewas dan 45% terluka; antara 1 dan 2 psi sekitar 25% terluka. Untuk senjata kecil, yang radiasi seketikanya menjangkau melewati zona ledakan berat, sedikitnya separuh orang di dalam lingkaran 500 rem dihitung tewas.

Diagram batang proporsi orang yang tewas, terluka, dan selamat tanpa cedera di setiap zona tekanan lebih — Tingkat korban yang diterapkan simulator pada penduduk setiap zona tekanan lebih.

Angka-angka ini hanya gambaran kasar orde besarannya, bukan prediksi. Kisi populasi menunjukkan tempat orang tinggal, sehingga serangan pada siang hari ke kawasan bisnis akan menimpa jauh lebih banyak orang; tempat perlindungan, badai api, jatuhan radioaktif, dan lumpuhnya layanan medis tidak dimodelkan.

Saat bayangan medan diaktifkan, perkiraan disesuaikan kilometer persegi demi kilometer persegi. Orang yang tidak dapat melihat bola api terhindar dari luka bakar kilat, sehingga tingkat korbannya dikurangi sebesar porsi yang disebabkan luka bakar, kira-kira seperempat kematian dan sepertiga cedera, sejalan dengan perkiraan dari Hiroshima dan Nagasaki; orang yang berada jauh di balik punggung bukit besar dihitung satu zona ledakan lebih ke luar. Legenda kemudian menampilkan kedua angka tersebut. Dalam praktiknya efeknya kecil untuk ledakan di udara yang tinggi dan lebih besar untuk ledakan rendah di kota berbukit, karena kebanyakan orang tinggal di lembah yang tetap menghadap bola api.

Batasan yang diketahui

Model dikalibrasi untuk daya ledak antara kira-kira 1 kiloton dan 20 megaton; nilai di luar rentang ini diekstrapolasi dan kurang andal. Batas tertingginya 100 megaton.
Angka korban dan kerusakan mengasumsikan kondisi seragam: tanpa perlindungan medan, tanpa cuaca, konstruksi rata-rata.
Hasilnya adalah perkiraan untuk pendidikan, bukan perencanaan pertahanan sipil. Lihat dampak ledakan nuklir untuk mengetahui cara kerja setiap mekanisme, atau coba simulatornya untuk melihat angkanya bagi kota dan daya ledak mana pun.