Penemuan yang tak seorang pun duga
Pada Desember 1938, Otto Hahn dan Fritz Strassmann menembaki uranium dengan neutron di Berlin dan menemukan barium dalam residunya. Barium punya 56 proton; uranium punya 92. Tidak ada dalam fisika masa itu yang membolehkan sebuah inti kehilangan sebanyak itu.
Hahn menulis kepada Lise Meitner, rekannya selama tiga puluh tahun, yang mengungsi ke Swedia musim panas itu untuk lolos dari undang-undang rasial Nazi. Saat Natal, berjalan di salju di Kungälv bersama keponakannya Otto Frisch, ia memahaminya: inti itu terbelah dua, dan massa yang hilang menjadi energi.
Meitner dan Frisch menerbitkan tafsirannya pada Januari 1939 dan memberinya nama yang dipinjam dari biologi — fisi.
⚠️ Hahn menerima Nobel Kimia pada 1944. Sendirian. Meitner, yang telah memberikan penjelasannya, disingkirkan. Kelalaian itu kini dianggap salah satu yang terburuk dalam sejarah komite.
Angka yang menentukan segalanya
Uranium alam terdiri dari 99,27 % uranium 238 dan 0,72 % uranium 235. Hanya 0,72 % itu yang membelah dengan neutron lambat.
Pecahan itu terlalu kecil untuk mempertahankan reaksi berantai pada kebanyakan susunan, sehingga hampir segala yang dibangun di sekitar uranium bertujuan mengubahnya. Reaktor air ringan meminta 3 sampai 5 %. Senjata meminta di atas 90 %.
Memekatkan pecahan itu sama dengan memisahkan dua atom yang identik secara kimia. Keduanya membentuk senyawa yang sama, larut sama, bereaksi sama. Satu-satunya pegangan adalah massa: 235 lawan 238, selisih 1,3 %.
Proyek Manhattan mencoba empat metode sekaligus karena tidak tahu mana yang akan berhasil: difusi gas, pemisahan elektromagnetik, difusi termal, dan sentrifugasi. Tiga yang pertama menyumbang pada Little Boy.
⚠️ Sentrifugasi akhirnya menang dan itulah yang dipakai setiap program pengayaan hari ini. Kaskade modern memutar ribuan mesin pada puluhan ribu putaran per menit, masing-masing menggeser keseimbangan sepersekian persen.
Setengah abad rencana
Indonesia memiliki tiga reaktor riset — Bandung sejak 1965, Yogyakarta, dan yang terbesar di Serpong, beroperasi sejak 1987. Semuanya untuk penelitian dan produksi radioisotop, bukan listrik.
Pembangkit listrik tenaga nuklir sudah direncanakan sejak 1970-an.
Kajian tapak di Semenanjung Muria, Jawa Tengah, berlangsung berulang kali sejak 1980-an. Rencananya ditunda setelah Chernobyl, dihidupkan lagi, ditunda lagi setelah krisis 1998, dan ditunda sekali lagi setelah Fukushima.
⚠️ Perdebatannya bukan soal kemampuan. Indonesia punya insinyur nuklir, reaktor yang berjalan, dan kerangka pengawasan lewat Bapeten. Yang menghambat adalah kegempaan — Indonesia berada di Cincin Api — biaya modal yang besar, dan penerimaan masyarakat yang tidak pernah kokoh.
Pertimbangan yang jarang disebut: negara tanpa pengayaan sendiri bergantung pada pemasok asing untuk bahan bakarnya selama enam puluh tahun umur reaktor. Itu pilihan kebijakan luar negeri sebanyak pilihan energi.
Mengapa pengayaan jadi persoalan diplomatik
Kaskade yang sama menghasilkan bahan bakar reaktor dan bahan militer. Hanya lama pengoperasian yang berbeda.
Itulah kesulitan di jantung setiap perundingan tentang program nuklir. Negara yang memperkaya sampai 5 % melakukan apa yang dilakukan seratus negara lain. Mesin untuk mencapai 90 % adalah mesin yang sudah dimilikinya.
⚠️ IAEA menetapkan 20 % sebagai ambang uranium diperkaya tinggi, bukan karena senjata pada 20 % itu praktis, melainkan karena kerja pemisahan dari 0,72 % ke 20 % merupakan bagian terbesar dari upaya. Setelah itu, langkah yang tersisa pendek.
Rezim inspeksi karena itu menghitung sentrifugal dan mengukur aliran bahan, alih-alih mencoba menilai niat.
Oklo, reaktor yang berjalan sendiri
Uranium 235 meluruh lebih cepat daripada 238 — 704 juta tahun berbanding 4.468 juta. Proporsinya karena itu lebih tinggi di masa lalu.
Sekitar 1.700 juta tahun lalu proporsinya mendekati 3 %, persis kadar yang kini dicapai lewat pengayaan. Di Oklo, Gabon, air tanah merembes ke endapan yang luar biasa kaya dan berperan sebagai moderator. Reaksi berantai menyala dengan sendirinya.
Ia berjalan tersendat-sendat selama ratusan ribu tahun, menguapkan moderatornya sendiri lalu menyala lagi ketika air kembali, dalam siklus sekitar tiga jam.
⚠️ Ia ditemukan pada 1972 karena sebuah sampel menunjukkan 0,717 % alih-alih 0,720 % yang lazim. Yang kurang itu adalah uranium yang sudah terbakar, dua miliar tahun sebelum siapa pun terpikir membakarnya.