Fizik Disebalik B0m Atom Yang Dilepaskan Di Atas Hiroshima Dan Nagasaki

762

https://shopee.com.my/thepatriotsasia

Pada 6 dan 9 Ogos 1945, dua b0m nuklear telah dijatuhkan di Hiroshima dan Nagasaki. Letvpan tersebut telah membunuh sekitar 90,000 hingga 140,000 orang di Hiroshima – jumlah ini terdiri daripada 39% penduduk di Hiroshima. Di Nagasaki pula, sekitar 60,000 hingga 80,000 orang terbunuh – jumlah ini terdiri daripada 32% penduduk di Nagasaki. Kebanyakan yang terbunuh terdiri dalam kalangan orang awam.

Nagasaki dan Hiroshima.

Pada tahun 1938, ahli-ahli fizik dari Jerman, Otto Hahn dan Fritz Strassmann telah menemui proses pembelahan nuklear. Penemuan ini membolehkan mereka memenangi Hadiah Nobel Kimia pada tahun 1944.

Neils Bohr

Berita penemuan ini telah dibawa oleh Neils Bohr di Amerika Syarikat dan telah mencetuskan minat dalam kalangan ahli fizik untuk membuat kajian lebih lanjut. Penemuan ini juga telah memberikan inspirasi kepada Leo Szilard dan Enrico Fermi dalam penemuan proses tindak balas berantai nuklear yang bertanggungjawab dalam pembinaan b0m atom pertama dunia dan reaktor pertama dunia.

Penemuan proses tindak balas berantai nuklear telah menimbulkan kebimbangan kepada Szilard sekiranya para saintis Jerman cuba untuk mencipta b0m atom. Kebimbangan ini memuncak apabila terbitnya dua kertas kajian berpengaruh daripada Sigfried Flugge, ahli fizik Jerman, yang menulis tentang eksploitasi tenaga nuklear. Pada 24 April 1939, Jerman telah membangunkan projek b0m atom di bawah seliaan Kurt Diebner. Walau bagaimanapun, Szilard tidak mengetahui tentang kewujudan projek ini pada ketika itu, dia cuma membuat andaian atas kebimbangannya.

Perkara ini telah membuatkan Szilard membuat keputusan untuk mendesak Presiden Amerika Syarikat pada ketika itu, Franklin D. Roosevelt untuk mencipta b0m atom juga bagi tujuan untuk melawan rejim Adolf Hitler. Szilard telah merangka sepucuk surat sebanyak dua muka surat yang menceritakan tentang kemungkinan untuk mencipta b0m atom berasaskan tenaga nuklear dan menyatakan kebimbangan sekiranya Jerman dapat menciptanya terlebih dahulu.

Szilard tidak begitu popular pada ketika itu dan suratnya mungkin tidak bernilai di mata presiden. Maka, surat itu ditandatangan oleh Albert Einstein – saintis paling popular di dunia. Surat itu menunjukkan seolah-olah ditulis oleh Einstein sendiri.

Mungkin ramai telah mengenali Einstein sebagai seorang pasifis – menentang sebarang bentuk peperangan dan keganasan. Tetapi Einstein tetap seorang yang pragmatik. Sekiranya dia berdiam diri, Jerman akan mencipta b0m atom dan hal itu tidak berakhir dengan baik untuk orang Yahudi, kebebasan dunia dan dunia saintifik.

Hasil daripada surat ini, terbangunnya Projek Manhattan yang cukup terkenal pada tahun 1939 untuk membangunkan b0m atom. Projek ini amat sulit sehinggakan Kongres sendiri tidak mengetahui tentang kewujudannya. Projek Manhattan telah merekrut lebih 130,000 orang dan telah menelan belanja sebanyak $2 bilion (bersamaan $23 bilion pada tahun 2008).

Apakah fizik di sebalik kekuatan b0m nuklear ini?

Untuk memahaminya dengan lebih baik, perlu kita fahami terlebih dahulu beberapa perkara. Objek terdiri daripada ketulan-ketulan atom. Meja, buku, rumah, awan, pokok, malah manusia pun terdiri daripada ketulan-ketulan atom. Atom pula terdiri daripada zarah-zarah (particles).

Zarah-zarah ini termasuklah elektron, proton dan neutron. Proton dan neutron terletak dalam nukleus. Elektron pula bergerak mengelilingi nukleus tersebut. Nukleus dalam atom mengandungi daya nuklear kuat – salah satu daya teras alam. Daya nuklear ini cukup kuat untuk mengikat proton-proton dan neutron-neutron dalam satu biji nukleus. Mahu diturutkan, proton-proton akan menolak antara satu sama lain kerena mereka mempunyai caj yang sama.

Ideanya ialah kuasa nuklear dapat dicapai dengan memecahkan ikatan daya nuklear kuat. Proses ini dipanggil sebagai pembelahan nuklear iaitu proses memecahkan daya nuklear kuat, lalu mengakibatkan terpisahnya gabungan sebahagian proton dan neutron dalam nukleus.

Satu lagi proses untuk mendapatkan kuasa nuklear ialah melalui proses pelakuran nuklear – gabungkan semula zarah-zarah tadi dengan menghasilkan semula ikatan daya nuklear kuat. B0m nuklear dapat terhasil melalui dua tindak balas nuklear ini. Tetapi b0m yang mel3tupkan Hiroshima dan Nagasaki iaitu Little Boy dan Fat Man melalui proses pembelahan nuklear untuk menghasilkan tenaga nuklear yang kuat.

Pembelahan nuklear dapat dilakukan dengan membedil neutron ke arah unsur (element) yang mahu dibelah sehinggakan terputusnya ikatan daya nuklear kuat yang mengikat proton dan neutron.

Neutron digunakan untuk membedil kerana neutron tidak bercas. Jadi, ia mudah diserap oleh nukleus untuk memecahkan nukleus itu sendiri. Terputusnya ikatan daya nuklear kuat akan menghasilkan tenaga yang amat kuat. Tenaga ini amat kuat kerana tenaga itulah yang mengikat dengan kuat proton-proton dan neutron-neutron dalam satu kedudukan.

Walaupun kesemua unsur mempunyai daya nuklear kuat, tidak semuanya sesuai untuk melalui proses tindak balas nuklear. Tubuh kita pun mempunyai daya nuklear kuat, tetapi tubuh kita tidak sesuai untuk menghasilkan tenaga nuklear. Kita ambil contoh unsur yang mudah iaitu uranium – unsur yang digunakan untuk mel3tupkan Hiroshima.

Uranium-238 (U-238) ialah uranium stabil yang terpampang dalam jadual berkala. Tetapi U-238 tidak sesuai digunakan untuk proses pembelahan nuklear kerana U-238 tidak dapat menghasilkan tenaga yang cukup untuk melalui proses pembelahan nuklear selepas menyerap neutron bertenaga rendah.

Ini bermaksud, U-238 memerlukan tenaga yang tinggi untuk memecahkan ikatan daya nuklear kuat. Hal ini amat berbeza dengan uranium-235 (U-235). U-235 merupakan unsur uranium tidak stabil yang terdiri daripada 0.72% uranium asli (natural uranium) – peratusan selebihnya terdiri daripada U-238 (99.284%) dan U-234 (0.0055%). Neutron bertenaga rendah sudah cukup untuk U-235 melalui proses pembelahan nuklear.

Selain itu, unsur yang tidak sesuai ialah unsur yang tidak mampu melalui proses tindak balas berantai nuklear. Apakah proses tindak balas berantai nuklear? Apabila neutron membedil U-235, tenaga nuklear terhasil melalui proses pembelahan nuklear.

Selain tenaga, U-235 akan menghasilkan barium (Ba), kripton (Kr) dan 3 biji neutron, ataupun U-235 akan menghasilkan xenon (Xe), strontium (Sr) dan 2 biji neutron. Neutron-neutron yang terhasil ini akan membedil atom-atom U-235 yang lain. Maka, lebih banyaklah proses pembelahan nuklear yang berlaku, lebih banyaklah tenaga nuklear yang dihasilkan – inilah tindak balas berantai nuklear.

U-238 tidak mempunyai kemampuan seperti ini. Selain tidak mampu menghasilkan jumlah neutron yang cukup, U-238 juga tidak mampu menghasilkan neutron yang cukup tenaganya untuk untuk melalui proses tindak balas berantai nuklear. Selain daripada ciri-ciri yang telah disebutkan, mempunyai jangka separuh-hayat (half-life) yang panjang dan mudah didapati juga merupakan ciri penting untuk menjadi calon bahan pembelahan nuklear.

Disebabkan U-238 mempunyai peratusan yang tinggi dalam uranium asli, proses pengasingan isotop perlu dilakukan untuk membuatkan uranium asli itu kaya (enriched) dengan U-235 – meningkatkan peratusan U-235 sehingga 85%. Selain itu, letvpan b0m atom tidak terhasil daripada satu atom U-235, tetapi beberapa kilogram. Dalam Little Man mengandungi 64 kg U-235, tetapi kurang daripada 1 kg yang melalui proses pembelahan nuklear. Anda bayangkan sekiranya 64 kg yang melaluinya, silap hari bulan satu Jepun boleh musnah.

Selain pembelahan nuklear, pelakuran nuklear juga boleh menghasilkan tenaga nuklear yang kuat. Terbalik dengan proses pembelahan nuklear, pelakuran nuklear adalah proses menggabungkan beberapa unsur dan menghasilkan unsur lain. Penggabungan tersebut turut menghasilkan tenaga nuklear.

Matahari adalah contoh relau gergasi yang melalui proses pelakuran nuklear. Kalau kita tertanya-tanya mengapa matahari boleh membakar walaupun tiada oksigen di angkasa. Jawabnya matahari tidak melalui proses pembakaran (combustion), tetapi pelakuran nuklear – tidak memerlukan oksigen.

Selepas perang, Einstein menyesal kerana pernah menandatangani surat tersebut. Ketika Projek Manhattan ditubuhkan, Einstein tidak pernah terlibat. Dia tidak mengetahui tentang perkembangan b0m atom yang sedang berjalan dan tidak mempunyai pengaruh ke atas apa-apa keputusan yang berlaku dalam projek mega tersebut.

Einstein pernah berkata, “Kalau saya tahu Jerman tidak berjaya membangunkan b0m atom, saya akan berdiam diri dan tidak berbuat apa-apa.

Anda mungkin juga berminat

Ruangan komen telah ditutup.