當核爆炸時，巨大的能量將大量的煙塵注入大氣，有的還高達1裏以上進入平流層。由於核爆炸所產生的煙塵微粒有相當大部分直徑於1微米，它們能在高空停留數乃至一年以上，因為它們的平均直徑於紅外波長，它們對從太陽來的可見光輻射有較強吸收力，而對地麵向外的紅外光輻射的吸收力較弱，導致高層大氣升溫，地表溫度下降，產生了與溫室效應相反的作用，使地表呈現出如嚴寒冬般的景觀，稱為核冬。
核冬理論的基本觀點是，大規模核爆炸掀起的微塵和因大火產生的滾滾濃煙，會長時間遮擋住陽光，造成全球性氣候變化，使地球處於黑暗和嚴寒之中，動植物瀕臨滅絕，人類生存麵臨嚴重威脅。
科學家解釋，當核武器在空中爆炸後，火球一觸及地麵，就會將地麵的上岩石、土塊汽化，它們將由隨之出現的蘑菇雲帶上空。在火球和煙上升的過程中，又會引起周圍的空氣向爆心的抽吸，進一步將塵埃卷入煙雲之中。煙雲在被風吹走的過程中，一些較大的塵埃逐漸降至地麵，以放射性物質的形式對人和物體造成傷害，而那些微細的塵埃，則將長久地漂浮於空氣之中。而光輻射又會在城市和森林中引起大火，大火所產生的滾滾濃煙在上升的過程中，必然與那些漂浮著的塵埃相遇，從而一起隨著西風帶環繞地球作周而複始的旋轉，並不斷地向南方方向擴散，最後即形成一個彌漫於整個空間的遮擋層。
科學家計算，如果在一場核戰爭中使用50億噸以上當量不僅將有0多億人成為直接受害者，而且會使世界上的氣候化，地麵溫度平均下降低至10以下，並持續數周以上。最後，地球上的相當一部分生命，包括人類在內，將在一場核大戰中消失。
據曆史記載，18154，印尼的一座火山爆發，噴出數以萬噸計的火山灰，升入高空，懸浮於空氣之中彌月不散，結果使世界上許多地方出現異常的冬，美國的紐約州竟下了一場六月雪。
據科學家考證，大約在六七十萬年以前，一顆行星突然撞擊地球爆炸，頓時地球上山崩地裂，火焰衝，煙塵升向高空，遮蔽日，久而不散，地球處於一片昏暗之中。由於大量煙塵持久地遮擋陽光，使地球氣溫陡然下降，進入了一個漫長而寒冷的冬，茂密的植被大部枯死，恐龍等生物和動物遭到滅頂之災。
而在比基尼島釋放的那顆氫彈，引起的反映就十分明顯，197年的溫度比常年溫度降低了左右，計算中心以核戰爭為背景建立物理模型，利用公開發表的核武器性能數據建立數學模型，終於得出這樣的推論：在一場50億噸當量的核大戰中，可將9.6噸微塵和.5億噸黑煙掀入空中，射向地球的陽光被這些黑煙的微粒吸收而變熱，變熱後的黑煙又產生一股上升氣流，將黑色微粒子推向0公裏高的同溫層，:到破壞。這樣，整個地球就會變成暗無日的灰色世界，厚厚的煙雲遮蓋著空，終日不散，陸地再也見不到陽光，白和夜晚難以區分，氣溫急劇下降，綠色植被枯死，海洋河流凍結，地球生態遭到嚴重破壞，人類生存條件被毀於一旦。這就是核冬和核冬效應所帶來的悲慘世界。
看到這些恐怖的數據，趙剛終於下了決心，徹底封存原子彈，並且與德國等國家簽訂協議，禁止使用原子彈，不得開發原子彈，並且聲明中國絕對不先使用原子彈，也許隻有這樣才能讓人類免於滅亡。