Plutonium
Sejarah > Produksi semasa Proyek Manhattan

Semasa Perang Dunia II, pemerintah AS mencanangkan Proyek Manhattan yang ditugaskan untuk mengembangkan bom atom. Tiga tempat penelitian dan produksi utama dari proyek ini adalah fasilitas produksi plutonium di tempat yang sekarang menjadi Situs Hanford, fasilitas pengayaan uranium di Oak Ridge, Tennessee, dan laboratorium penelitian dan desain senjata yang sekarang ini dikenal sebagai Laboratorium Nasional Los Alamos.
Reaktor produksi pertama yang memproduksi plutonium-239 adalah Reaktor Grafit X-10. Ia mulai bekerja pada tahun 1943 dan dibangun di sebuah fasilitas di Oak Ridge yang kemudian menjadi Laboratorium Nasional Oak Ridge.
Pada bulan Januari 1944, para pekerja meletakkan fondasi untuk gedung pemisahan bahan kimia pertama, Pabrik T yang berlokasi di 200-West. Pabrik T dan fasilitas saudaranya di 200-West, Pabrik U, selesai pada bulan Oktober. (Pabrik U hanya digunakan untuk pelatihan selama Proyek Manhattan.) Gedung pemisahan di 200-East, Pabrik B, selesai pada Februari 1945. Fasilitas kedua yang direncanakan untuk 200-East dibatalkan. Dijuluki Queen Marys oleh para pekerja yang membangunnya, bangunan pemisah itu adalah struktur seperti ngarai yang mengagumkan dengan panjang 800 kaki, lebar 65 kaki, dan tinggi 80 kaki yang berisi empat puluh kolam proses. Interiornya memiliki kualitas yang menakutkan karena operator di balik pelindung beton setinggi tujuh kaki memanipulasi peralatan kendali jarak jauh dengan melihat melalui monitor televisi dan periskop dari galeri atas. Bahkan dengan penutup beton masif pada kolam proses, tindakan pencegahan terhadap paparan radiasi diperlukan dan memengaruhi semua aspek desain pabrik.
Pada 5 April 1944, Emilio Segrè yang berada di Los Alamos menerima sampel pertama plutonium yang dihasilkan oleh reaktor dari Oak Ridge. Dalam waktu sepuluh hari, dia menemukan bahwa plutonium yang dihasilkan itu memiliki konsentrasi isotop plutonium-240 yang lebih tinggi daripada plutonium yang dihasilkan dari siklotron. Plutonium-240 memiliki laju fisi spontan yang tinggi dan akan meningkatkan tingkat neutron latar sampel plutonium. Senjata plutonium jenis bedil asli, dengan nama kode "Thin Man", terpaksa dibatalkan karena peningkatan jumlah neutron spontan akan meningkatkan probabilitas terjadinya pradetonasi nuklir.
Desain senjata plutonium yang dikerjakan di Los Alamos kemudian diubah menjadi bentuk delakan yang lebih rumit, diberi nama kode "Fat Man". Dengan senjata delakan, plutonium dikompresi hingga kepadatan tinggi dengan lensa ledak—tugas yang secara teknis lebih menakutkan daripada desain jenis bedil sederhana, tetapi perlu menggunakan plutonium untuk keperluan senjata. Sebaliknya, uranium yang diperkaya dapat digunakan dengan kedua metode tersebut.
Konstruksi Reaktor B Hanford, reaktor nuklir berskala industri yang pertama untuk keperluan produksi bahan, diselesaikan pada Maret 1945. Reaktor B memroduksi bahan fisil yang digunakan untuk senjata plutonium yang digunakan semasa Perang Dunia II. B, D dan F adalah reaktor awal yang dibangun di Hanford, dan enam reaktor penghasil plutonium tambahan dibangun kemudian di lokasi tersebut.
Pada akhir Januari 1945, plutonium yang sangat murni menjalani konsentrasi lebih lanjut di gedung isolasi kimia yang telah selesai, di mana pengotor yang tersisa berhasil dihilangkan. Los Alamos menerima plutonium pertamanya dari Hanford pada tanggal 2 Februari. Meskipun masih belum jelas bahwa plutonium yang cukup dapat diproduksi untuk digunakan dalam bom pada akhir perang, Hanford beroperasi pada awal 1945. Hanya dua tahun telah berlalu sejak Kolonel Franklin Matthias pertama kali mendirikan markas sementaranya di tepi Sungai Columbia.
Menurut Kate Brown, pabrik produksi plutonium di Hanford dan Mayak di Rusia, selama empat dekade, "keduanya telah melepaskan lebih dari 200 juta curie isotop radioaktif ke lingkungan sekitarnya—dua kali jumlah yang dikeluarkan dalam bencana Chernobyl di setiap kejadian". Sebagian besar kontaminasi radioaktif ini selama bertahun-tahun merupakan bagian dari operasi normal, tetapi kecelakaan tak terduga memang terjadi dan manajemen pabrik merahasiakan hal ini, karena polusi terus berlanjut.
Pada tahun 2004, sebuah brankas ditemukan selama penggalian parit pemakaman di situs nuklir Hanford. Di dalam brankas tersebut terdapat berbagai barang, termasuk botol kaca besar berisi bubur keputihan yang kemudian diidentifikasi sebagai sampel plutonium tingkat senjata tertua yang diketahui ada. Analisis isotop yang dilakukan oleh Laboratorium Nasional Pacific Northwest menunjukkan bahwa plutonium dalam botol tersebut diproduksi di Reaktor Grafit X-10 di Oak Ridge pada tahun 1944.