- B8 gagal mempertahankan reaksi rantai nuklir, Jerman masih menghadapi hambatan besar menuju keberhasilan.
- Reaktor membutuhkan kuantitas uranium dan air berat dua kali lipat dari yang tersedia, pasokan sangat terbatas.
- Jerman memilih air berat sebagai moderator neutron, namun pasokannya terganggu oleh aksi sekutu.
- Penelitian menunjukkan kesenjangan besar antara program nuklir Jerman dan ketersediaan material aktual.
Ketika pasukan AS tiba di reaktor nuklir eksperimen final Jerman Nazi, B8, pada 1945, mereka menemukan sebuah mesin yang tidak pernah berhasil mempertahankan reaksi rantai nuklir. Meskipun mereka membongkarnya, satu pertanyaan tetap tersisa: seberapa dekatkah orang Jerman keberhasilan? Pemimpin ilmuwan proyek, Werner Heisenberg, kemudian menggambarkan B8 hanya langkah terakhir dari kesuksesan. Puluhan tahun kemudian, dua kubus uranium tersisa dan sejumlah dokumen perang memberikan cara bagi peneliti untuk menguji klaim tersebut. Timothy Koeth dan rekan-rekannya menemukan bahwa hambatannya jauh lebih besar dari yang digambarkan Heisenberg.
Reaktor tersebut memerlukan kira-kira dua kali lipat uranium yang dimilikinya, serta kira-kira dua kali lipat air berat yang diproduksi pemasok Norwegia selama seluruh perang.
Analisis Material yang Dibutuhkan Reaktor
Reaktor B8 menggunakan uranium alami sebagai bahan bakar, dan air berat sebagai moderator neutron. Kedua material ini memainkan peran berbeda dalam upaya mempertahankan pembelahan nuklir. Ketika atom uranium belah, ia melepaskan neutron yang dapat memicu pembelahan atom uranium lain. Reaktor mencapai keadaan kritis ketika cukup banyak neutron memicu pembelahan lebih lanjut untuk mempertahankan reaksi rantai tanpa mati. Namun, dalam desain Jerman, neutron yang dilepaskan pembelahan bergerak terlalu cepat untuk mendukung proses tersebut secara efektif. Tugas moderator adalah memperlambat neutron ini, sehingga meningkatkan kemampuannya memicu pembelahan tambahan.
Ilmuwan Jerman memilih air berat karena mengandung deuterium, isotop berat hidrogen. Oleh karena itu, uranium saja tidak cukup; reaktor juga memerlukan moderator yang memadai untuk mendukung reaksi rantai.
Koeth dan rekan-rekannya memeriksa dua kubus uranium alami dari program nuklir Jerman saat perang, dan merujuk pada catatan sejarah, laporan teknis, surat-menyurat, serta sumber arsip lainnya. Rekonstruksi mereka menunjukkan bahwa mencapai keadaaan kritis memerlukan kira-kira dua kali lipat uranium yang tersedia untuk B8. Kebutuhan air berat then menghadapi hambatan lebih besar: setara dengan dua kali lipat total produksi perang Norsk Hydro Norwegia. Fasilitas Norwegia di Vemork adalah sumber air berat Jerman, membuat rencana reaktor bergantung pada pasokan terbatas yang berulang kali menjadi sasaran aksi sekutu.
Meskipun grafit dapat memoderasi neutron di beberapa reaktor, peneliti menemukan grafit di area kendali Jerman tidak cocok untuk tujuan ini.
Kesenjangan Besar dalam Program Nuklir Jerman
Situasi ini mengungkapkan perbedaan antara ambisi nuklir Jerman dan reaktor yang mendekati keadaan kritis, dengan kesenjangan besar antara material yang dibutuhkan dan pasokan yang tersedia, mengubah pemahaman terhadap eksperimen B8. Klaim Heisenberg menyiratkan jarak antara kegagalan dan keberhasilan relatif sempit, namun analisis mengidentifikasi kekurangan yang tidak dapat diatasi hanya dengan penyesuaian pada mesin yang ada. Sebuah reaktor yang beroperasi sendiri juga tidak akan menjadi senjata nuklir. Reaktor mewakili jalur potensial untuk memproduksi bahan pembelah guna pembuatan bom, sehingga kemajuan Jerman menjadi perhatian Proyek Manhattan. Menurut penilaian peneliti, Jerman kekurangan uranium dan moderator yang sesuai untuk membuat desain reaktor finalnya mempertahankan reaksi rantai.
Dilema dan Tantangan Program Nuklir Jerman
Program nuklir Jerman selama Perang Dunia II menghadapi tantangan besar dalam pasokan material, terutama kelangkaan uranium dan air berat. Meskipun Heisenberg percaya Jerman mendekati keberhasilan, kenyataannya sumber daya yang dibutuhkan jauh melebihi pasokan yang ada, menunjukkan keterbatasan ambisi nuklir Jerman. Hal ini tidak hanya memengaruhi pengembangan senjata nuklir Jerman, tetapi juga mempertajam perhatian sekutu terhadap kemajuannya. Operasional reaktor meskipun tidak sama dengan produksi senjata nuklir, namun merupakan jalur penting untuk memproduksi bahan pembelah, sehingga memengaruhi dinamika perang secara keseluruhan.