Cara Kerja Bom Atom

Cara Kerja Bom Atom

Sebuah bom atom meledak dengan cara memicu rangkaian reaksi nuklir berantai, yang kemudian akan melepaskan energi berskala besar (jika dibandingkan dengan bahan peledak konvensional). Ledakan sebuah unit bom atom lebih kuat daripada ledakan yang dihasilkan oleh jutaan atau bahkan miliaran unit TNT.

Bahan Peledak

Secara umum, peledak (explosives) didefinisikan sebagai zat padat yang bisa berubah menjadi gas secara instan melalui reaksi kimia tertentu. Dalam proses perubahan menjadi gas, peledak melepaskan tekanan dan panas secara merata ke semua arah. Setiap jenis peledak memiliki karakteristik berbeda dan mereka dibagi atau diklasifikasikan menjadi dua jenis, yaitu rendah dan tinggi. Pembagian ini berdasar pada kekuatan ledakan yang diukur dalam "detonation velocity", m/s (meter per detik); bisa dianggap bahwa perhitungan ini adalah untuk mengukur jangkauan efek ledakan.

TNT

Trinitrotoluene, atau yang lebih sering disebut dengan TNT, menghasilkan kekuatan ledakan sebesar 4.853 Joule/gram. Untuk memudahkan kita dalam memahami hal ini, Joule adalah jumlah energi yang dibutuhkan untuk menggerakkan benda dengan berat 1 Newton (kira-kira 102 gram) sejauh 1 meter. Berdasarkan pengertian ini, kita bisa menyimpulkan bahwa setiap 1 gram TNT melepaskan energi sebesar 4.853 Joule.

Ukuran kekuatan bom atom atau bom nuklir tidak diukur dengan detonation velocity, tapi yang diperhitungkan adalah efek ledakan dibandingkan dengan TNT. Sebagai contoh, ledakkan bom atom di Hiroshima setara dengan kekuatan TNT seberat 13 – 18 kilo ton; sedangkan di Nagasaki setara dengan 20 – 22 kilo ton TNT.

Ledakan bom atom pertama kali terjadi pada tanggal 16 Juli 1945 di Alamogordo Test Range, New Mexico. Tes ini dinamakan “Trinity” dan termasuk dalam program Manhattan Project; ketua program ini adalah Jenderal Leslie R. Groves dari Angkatan Darat Amerika Serikat.

Mekanisme Ledakan

Reaksi nuklir terjadi ketika neutron ditembakkan dari jarak dekat ke arah sekumpulan atom mengandung nuclei (termasuk uranium dan plutonium). Saat bersentuhan dengan neutron, nuclei akan terpecah dan berubah menjadi bagian-bagian yang lebih kecil atau ringan. Saat proses ini terjadi, serangkaian reaksi nuklir dimulai. Karena atom mengandung neutron, akan terdapat lebih banyak neutron yang bergerak bebas dan mengenai atom-atom lain yang masih utuh. Proses ini disebut fission dan terus terjadi sehingga nuclei bisa terus terpecah. Salah satu kunci penting adalah fission mampu memecah atom tanpa sumber energi lain; reaksi kimia terjadi secara alami. Pemecahan atom menghasilkan energi, sekitar 80 terajoule per kilogram (TJ/kg).

Bom atom jenis lama memulai reaksi nulkir berantai dengan cara saling menembakkan beberapa isotop uranium (atom uranium dengan jumlah proton sama, tapi jumlah neutron berbeda) di sebuah ruang kecil di dalam tubuh bom. Pada jenis lebih baru, inti bom dikelilingi oleh alat berdaya ledak tinggi disebut explosive lens atau lenses; alat ini berfungsi untuk memisahkan atau mengumpulkan elektron. Karena keberadaan lenses, inti bom akan terpecah dan memulai reaksi nuklir berantai. Reaksi pemecahan terus berlangsung sampai semua nuclei terpecah.

Bom Hidrogen

Bom atom dan bom hidrogen adalah senjata paling kuat sampai saat ini sejak ditemukan beberapa dekade lalu. Bom dengan ukuran besar bisa menghancurkan sebuah kota modern seketika. Ribuan bom atom telah diledakkan, tapi hanya dua yang pernah dipakai dalam peperangan; dua-duanya dipakai oleh Amerika Serikat untuk meledakkan Hiroshima dan Nagasaki. Sampai saat ini, ada beberapa negara yang secara terbuka mengakui memiliki senjata nuklir antara lain Amerika Serikat, Rusia, Inggris, Perancis, Cina, India, Pakistan, Iran, dan Korea Utara. Mungkin ada juga negara lain yang mengembangkan teknologi ini. Dunia yang kita tinggali memiliki cukup nuklir untuk mengakhiri keberadaan manusia di Bumi, seperti peran asteroid dalam kepunahan Dinosaurus.

Selama beberapa dekade saja, bom atom telah mengalami perkembangan luar biasa; bom atom di Hiroshima dan Nagasaki memang menghasilkan dampak luar biasa, tapi teknologi di dua bom itu sudah terbilang kuno. Berikut adalah beberapa jenis bom atom dan kekuatan ledakannya.

Nama Bom	Kekuatan Ledakan
	Kilo Ton TNT	TeraJoule
Davy Crockett	0.01	0.042
Little Boy (Hiroshima)	13–18	54–75
Fat Man (Nagasaki)	20–22	84–92
Hulu ledak W76	100	420
Hulu ledak W87	300	1,300
Hulu ledak W88	475	1,990
Ivy King	500	2,100
B53	9,000	38,000
Castle Bravo	15,000	63,000
Semua bom nuklir dalam tes Operation Castle	48,200	202,000
Tsar Bomba	50,000	210,000

Skala Richter

Skala Richter

Skala Richter (Richer scale atau Richter magnitude scale atau Local Magnitude scale) adalah ukuran magnitude (atau besarnya energi yang dilepaskan/dikeluarkan) oleh sebuah gempa bumi; perhitungannya dilakukan dengan menggunakan sebuah alat bernama seismogram.

Skala ini dikembangkan pada tahun 1935 oleh Charles F. Richter dari California Institute of Technology dan disebut sebagai ML atau local magnitude. Pada saat itu skala ini digunakan untuk mengukur kekuatan gempa berukuran sedang antara 3 sampai 7 ML di California bagian selatan. Saat ini Local Magnitude lebih sering disebut dengan skala Richter.

Pada masa awal penemuannya, skala Richter hanya bisa digunakan atau diukur dengan menggunakan seismograf tertentu saja yang memang diproduksi untuk tujuan mengukur kekuatan gempa dalam skala tersebut. Seismograf modern telah dikembangkan oleh banyak pabrikan dan sifat pengembangannya adalah saling menyempurnakan, bukan dalam bentuk persaingan. Saat ini semua seismograf bisa digunakan untuk mengukur kekuatan gempa dalam skala Richter.

Magnitude Umum dalam Skala Richter

• Gempa Bumi dengan magnitude 2.0 atau kurang dari itu biasa disebut sebagai microearthquakes (gempa bumi mikro). Gempa semacam ini pada umumnya tidak terasa di permukaan dan hanya bisa terdeteksi oleh seismograf lokal. Misalnya: jika gempa terjadi di Aceh, hanya seismograf yang berada di Aceh yang bisa mendeteksi.


• Jika magnitude gempa bumi adalah 4.5 atau lebih besar dari itu (ada ribuan gempa seperti ini setiap tahun), semua seismograf sensitif di seluruh dunia akan mampu mendeteksinya.


• Gempa Bumi dianggap berkekuatan besar jika magnitude-nya adalah 8.0 atau lebih. Setidaknya ada satu gempa seperti ini sekali dalam setahun di Planet Bumi.

Tidak ada batasan dalam skala Richter artinya semua gempa bisa diukur dalam satuan ini. Sebenarnya masih ada beberapa indikasi skala kekuatan gempa yang dikembangkan, tapi jarang digunakan dan sebagian masih dalam tahap penyempurnaan, antara lain:

• Surface-wave magnitude (Ms)


• Body-wave magnitude (Mb)


• Moment-magnitude (Mw) – dianggap sebagai satuan paling akurat dalam mengukur gempa berkekuatan besar (lebih dari 7 magnitude), tapi masih dalam tahap penyempurnaan.


• Duration-magnitude (mD)

Seismogram

Moment-magnitude juga bisa digunakan untuk mengukur gempa berkekuatan kecil, tapi skala ini adalah yang paling sulit diterapkan. Gempa-gempa yang terjadi pada masa lampau bahkan bisa dihitung dengan moment-magnitude. Selain mengkonversi skala yang digunakan pada saat gempa terjadi, Mw juga memperhitungkan banyak variabel lain misalnya kerusakan tanah, data seismic, dll.

Walaupaun dasar pengukuran dan algoritma yang digunakan dalam pengukuran magnitude berbeda-beda, semua skala harus menunjukkan hasil yang sama. Jika sebuah gempa adalah 5 ML, maka jika diukur dengan skala lain hasilnya juga harus sama. Sebagian ada yang menganggap bahwa moment-magnitude lebih akurat, tapi skala ini masih dalam tahap pengembangan.

Satuan yang paling umum digunakan adalah “magnitude” (simbol M); berarti tidak menujukkan skala yang digunakam dalam perhitungan. Ini adalah yang paling mudah dan bisa diterima oleh publik.

Skala Richter – Bukan Indikasi Kerusakan Akibat Gempa

Skala Richter tidak digunakan untuk mengukur kerusakan yang ditimbulkan oleh sebuah gempa Bumi. Sebuah gempa mungkin terjadi di sebuah kota, di hutan, atau bahkan di bawah laut; skala Richter akan tetap mengukurnya dengan cara yang sama terlepas dari resiko kerusakan atau kematian akibat gempa itu. Sebuah gempa mungkin berkekuatan lebih 8.0 M, tapi jika terjadi di bawah laut, kita mungkin tidak merasakan getarannya sama sekali.

Mercalli

Efek sebuah gempa Bumi biasa disebut dengan “intensity” (intensitas). Skala intensitas dihitung dengan menggabungkan beberapa respon nyata yang terjadi di permukaan Bumi setelah gempa terjadi termasuk kerusakan rumah, cedera yang dialami manusia, hancurnya bangunan, dan akhirnya akan menemukan kerusakan total di sebuah wilayah. Walaupaun banyak skala intensitas yang telah dikembangkan dalam ratusan tahun terakhir, yang digunakan sampai saat ini (contohnya di Amerika Serikat) adalah Modified Mercalli. Skala ini dikembangkan oleh Harry Wood dan Frank Neumann pada tahun 1931. Modified Mercalli mengukur dampak sebuah gempa dari 0 sampai 12; mulai dari gempa yang hampir tidak bisa dirasakan sampai kerusakan parah suatu wilayah. Tidak ada dasar perhitungan pasti dalam skala ini; hanya merupakan perkiraan skala kehancuran dan ditulis dengan angka romawi.

Modified Mercalli digunakan sebagai dasar non-ilmiah dalam perhitungan kekuatan gempa. Informasi yang digunakan dalam perhitungan diambil dari kuesioner yang disebarkan di tempat kejadian gempa. Hasil yang didapatkan akan bisa digunakan dalam penentuan intensitas.

Berikut ini adalah beberapa gempa dengan kekuatan sangat kecil, sedang, dan dangat besar.

Catatan Gempa Bumi dan Perkiraan Magnitude
Tanggal	Tempat	Korban	Magnitude
Januari 23, 1556	Shensi, China	830,000	~8
Agustus 17, 1668	Anatolia, Turki	~8,000	~8
November 1, 1755	Lisbon, Portugal	70,000	~8.7
Desember 16, 1857	Naples, Italia	11,000	~6.9
Oktober 27, 1891	Mino-Owari, Jepang	7,273	~8
Juni 15, 1896	Sanriku, Jepang	27,000	~8.5
April 18, 1906	San Francisco, CA	3,000	7.8
Agustus 17, 1906	Valparaiso, Chili	3,882	8.2
Desember 28, 1908	Messina, Italia	70,000	7.2
Desember 16, 1920	Ningxia-Gansu, China	200,000	7.8
September 1, 1923	Kanto, Jepang	143,000	7.9
Mei 22, 1927	Gansu, China	>40,900	7.6
Januari 13, 1934	Bihar, India	10,700	8.1
Desember 26, 1939	Erzincan, Turki	32,700	7.8
Februari 29, 1960	Agadir, Morocco	10,000	5.7
Mei 22, 1960	Chile	1,655	9.5
Maret 28, 1964	Prince William Sound, AK	128	9.2
Mei 31, 1970	Peru	66,000	7.9
Juli 27, 1976	Tangshan, China	655,000	7.5
September 19, 1985	Michoacan, Mexico	9,500	8
Desember 7, 1988	Spitak, Armenia	25,000	6.8
Agustus 17, 1999	Izmit, Turki	17,118	7.6
Januari 26, 2001	Gujarat, India	20,085	7.6
Desember 26, 2003	Southeastern Iran	31,000	6.6
Desember 26, 2004	Lepas pantai barat Sumatra Utara	227,898	9.1
Oktober 8, 2005	Pakistan	86,000	7.6
Mei 26, 2006	Jawa, Indonesia	5,749	6.3
Mei 12, 2008	Eastern Sichuan, China	87,587	7.9
Januari 12, 2010	Near Port-au-Prince, Haiti	222,570	7.0

Asteroid dan Dinosaurus

Asteroid dan Dinosaurus

Sebagian besar ilmuwan sepakat mengenai penyebab kepunahan dinosaurus, yaitu benturan asteroid dengan Planet Bumi.

Pada tanggal 10 Desember 2010, seorang profesor geologi dan geofisika bernama Jacques A. Gauthier menjabarkan sebuah hasil penelitian yang menyatakan bahwa benturan dengan asteroid tidak hanya menyebabkan kepunahan dinosaurus tetapi juga lenyapnya sejumlah besar spesies ular dan kadal. Reptil jenis ini sudah ada sejak jaman dinosaurus; saat ini memang banyak jenis atau spesies ular dan kadal modern, tapi tidak sedikit pula kerabat mereka yang telah punah bersama dinosaurus.

Kita sering menganggap bahwa hanya dinosaurus yang menerima dampak buruk paling besar dari benturan asteroid; tapi banyak juga binatang lain yang lenyap karenanya. Hasil penelitian tentang ini diterbitkan secara online di Proceedings of The National Academy of Sciences.

Sudah banyak penelitian mengkonfirmasi kepunahan banyak jenis hewan selain dinosaurus karena benturan asteroid misalnya mamalia, burung, serangga, juga ular dan kadal. Penelitian oleh Gauthier menganggap bahwa dampak yang diterima oleh ular dan kadal lebih besar daripada anggapan kita selama ini. Sebanyak 83% dari semua spesies ular dan kadal punah bersama dinosaurus, dan hampir tidak ada makhluk dengan berat tubuh lebih dari ½ gram yang selamat.

Hasil penelitian tersebut diperoleh berdsasarkan analisa detail dari fosil-fosil ular dan kadal yang telah dikumpulkan sebelumnya di wilayah Amerika Utara dari New Mexico sampai Canada. Gauthier menganalisa kembali 21 spesies ular dan kadal (memang telah diketahui sebelumnya) dan 9 spesies baru.

Tim peneliti Gauthier menemukan banyak sekali keanekaragaman spesies reptil yang telah hidup di jaman dinosaurus; bahkan ada juga kadal-kadal berukuran kecil. Salah satu ular memiliki besar postur hampir sama dengan Boa; cukup besar untuk memangsa dinosaurus kecil atau telur dinosaurus. Ada juga kadal berbentuk seperti Iguana yang dulunya menempati wilayah barat daya Amerika Utara. Kadal karnivora tersebar di wilayah yang sekarang adalah Montana; beberapa dari mereka mencapai panjang hampir 2 meter.

Menurut salah seorang peneliti, keanekaragaman ular dan kadal menyaingi jenis Dinosaurus. Kita bahkan bisa menganggap bahwa Jaman Dinosaurus adalah juga Jaman Kadal.

Analisa detail menunjukkan hubungan antar reptil; kemudian mereka menyimpulkan bahwa banyak spesies yang punah bersama dinosaurus setelah benturan dengan asteroid terjadi. Kepunahan ini sangat mempengaruhi keberadaan ular dan kadal modern; mereka berkembang dan menyebar dengan lebih baik karena lebih sedikit persaingan dengan jenis mereka sendiri. Saat ini ada sekitar 9000 spesies ular dan kadal. Mereka bisa bertahan hidup bukan karena mereka memang kuat, tapi karena tidak adanya persaingan.

Salah satu hal penting dalam penelitian ini adalah kemampuan para peneliti dalam menganalisa fosil-fosil anag sebenarnya dianggap tidak terpakai lagi. Fosil yang telah terabaikan ternyata bisa memberi gambaran baru tentang perjalanan atau sejarah mahkluk hidup. Sebelumnya hal seperti ini hanya bisa dilakukan terhadap fosil mamalia.