人类历史上首次核爆，“三位一体”的核试场面
 

    原子弹又称裂变弹（英语：Atomic bomb），是一种利用核原理制成的核武器。由美国最先研制成功的，具有非常强的破坏力与杀伤力，在爆炸的同时会放出强烈的核辐射，危害生物组织。

    原子弹原理及其结构

    原子弹爆炸原理

 

235U 原子核的一种裂变过程
 

    主条目：链式反应和核裂变

    原子弹是利用铀和钚等较容易裂变的重原子核在核裂变瞬间可以发出巨大能量的原理而发生爆炸的。

    铀-235和钚-239此类重原子核在中子的轰击后，通常会分裂变成两个中等质量的核，同时再放出2到3个中子和200兆电子伏的能量。在裂变中放出的中子，一些在裂变系统中损耗了，而一些则继续进行重核裂变（继续轰击重原子核）反应。只要在每一次的核裂变中所裂变出的中子数平均多余一个（即中子的增值系数大于1），那么核裂变即可以继续进行，一次一次的反应后，裂变出的中子总数以指数形式增长，而产生的能量也随之剧增。如果不加控制，最终，这个裂变系统会变为一个剧烈的链式裂变反应。

    在此类重核裂变反应中，系统可以在极短的时间内释放出大量的能量。当“下一代”中子数定位两个时，在不到一微秒的时间内，一千克的铀或钚中会有 24个原子核发生裂变反应，而就在这不到一微秒的时间内，此反应所产生出能量相当于2万吨TNT当量。这也是原子弹那极具破坏性威力的来源。

    而在原子弹的实际使用及爆炸中，需要提高爆炸的威力，为了利用“快中子裂变体系”，需要使用高浓度的裂变物质作为装药，同时装药量必须远远超过临界质量，使得中子的增值系数远远大于一。

    原子弹结构及其装药

    原子弹是由引爆控制系统，高能炸药，反射层，含有核装料的核部件，中子源及弹壳所组成。

    高能炸药

    高能炸药是推动和压缩反射层以及核装料的能量来源。

    反射层

    反射层一般由铍或铀-238组成，其作用为反射链式反应中射出反应系统的中子，使其回到反应过程中继续参与链式反应。

    铀-238不止可以反射中子，因为其密度较大，可以减缓核装料在释放能量过程中的膨胀，使得链式反应可以维持较长时间。

    核装料

    现在，能够大量得到且可以使用于原子弹的装药有铀-233，铀-235和钚-239。

    核装药为原子弹引爆的主体，只要其的体积或质量超过一定的临界值，原子弹就会发生爆炸。

    原子弹类型

    根据原子弹的引发机制的不同，原子弹可分为“枪式”和“收聚式（内爆式）”两种。现代原子弹通常综合了这两种结构的特点，以提高核装药的利用率和增强破坏力。

 

原子弹的两种引发装置
 

    枪式原子弹

    枪式原子弹内，两块皆小于临界体积的半球形的裂物质分开一定距离放置，中子源置于两瓣裂物质中间。在核装药的球面上包裹了一层反射中子的材料（反射中子，提高链式反应效率），而中子反射层外是高速炸药、传爆药以及雷管。雷管再与起爆器相连，起爆器能够自动的起爆炸药。

    在起爆原子弹时，两块半球形裂变物质在炸药的轰击下迅速压缩为一个扁球形，即刻即达到超临界状态。中子源此时释放出大量的中子参与到链式反应中，使得裂变物质在极短的时间内释放出巨大的能量，最终使得原子弹起爆。

    收聚式原子弹

    收聚式原子弹与枪式原子弹不同，普通的烈性炸药被制成球形装置，并且把多个小于临界体积的核装药制成小球置于炸药球当中。

炸药起爆时，核装药小球被迅速压紧超过临界体积并起爆原子弹。收聚式原子弹的结构较为复杂，但是装药利用率高，破坏性大。

    原子弹的破坏效应

    原子弹的破坏力和杀伤破坏方式主要有光辐射、冲击波、早期核辐射、电磁脉冲及放射性沾染等。

    光辐射

    主条目：光辐射

    在原子弹引爆后，核爆过程会释放出强烈的辐射光。1枚当量在2万吨左右的原子弹在当空爆炸后，距离爆炸核心7000米的地方人会受到比阳光强13倍的光辐射的照射。而在2800米范围内，光辐射会使人迅速致盲，且皮肤会因为光辐射照射而大面积灼伤溃烂，一些物体也会燃烧。

    冲击波

    主条目：冲击波

    原子弹爆炸后，核爆会产生出一种巨大的气流超压。一枚三万吨当量的原子弹爆炸后，在离爆炸核心800米处，冲击波会以200米每秒的速度席卷一切。

    早期核辐射

    主条目：核辐射

    在原子弹最初起爆的几十秒中内，核爆会释放出中子流和γ射线。一枚两万吨当量的原子弹爆炸时，离它1100米以内的人员单位会受到射线和中子流的极度杀伤。

    电磁脉冲

    主条目：电磁脉冲

    原子弹爆炸所造成的核爆会制造出电磁脉冲，而电磁脉冲的电场强度可达1万至10万伏，完全可以摧毁起爆点周围的一切电子设备。

    放射性沾染

    主条目：放射性落下灰

    在原子弹爆炸后，随着蘑菇云的飘散会有大量的放射性粉尘飘落到地面，会对人体造成照射或皮肤灼伤，严重者最终导致死亡。