原子彈
原子彈，是利用鈾-235或鈈-239等重原子核裂變反應，瞬時釋放巨大能量，產生破壞殺傷作用的核武器。核彈頭的威力通常為幾百至幾萬噸TNT當量，具有很大的殺傷破壞力。由於投擲工具的不同，又有核導彈、核航空炸彈、核地雷和核炮彈之分。
（1）原子彈的基本原理。利用鈾-235、鈈-239等重原子核在中子的轟擊下，分裂成兩個中等質量數的裂變碎片和放出2~3個中子，釋放出約180兆電子伏能量（相當於29×10焦耳）的核能。如果每一個核裂變後能引起下一代裂變的中子數平均多於1個，裂變係統中就會形成自持的鏈式裂變反應，中子總數將隨時間成指數增長。當引起下一代裂變的中子為兩個時，則在不到百萬分之一秒內就可以使1千克鈾-235或鈈-239內的約25×1024個原子核發生裂變，釋放出17500噸TNT當量的能量，並在裂變碎片的衰變過程中陸續釋放約2000噸TNT當量的能量。因此，1千克的鈾-235或鈈-239如果完全裂變，總共可釋放約20000噸當量的能量。要使鏈式反應自持地進行下去，原子彈中裂變裝料必須大於一定的數量，這個最低限量稱臨界質量。鈾-235裸球的臨界質量約為50千克，相鈈-239裸球的臨界質量約為16千克，而以相鈈-239裸球的臨界質量隻有10千克左右。原子彈要裝足夠量的裂變裝料（亦稱核裝料），但它在平時必須處於次臨界狀態，否則裂變裝料中自發裂變產生的中子或空氣中遊蕩的中子，會引起鏈式反應而造成核事故。
（2）原子彈的結構。利用炸藥使處於次臨界狀態的裂變裝料瞬間達到超臨界狀態，適時由中子源提供的若幹中子觸發鏈式反應。達到超臨界狀態有槍法和內爆法兩種。其中，“槍法”也稱壓攏型，就是把23塊處於臨界的裂變裝料，在化學炸藥爆炸力的推動下迅速合攏而成為超臨界狀態。用這種方法製成的原子彈稱“槍式”原子彈。美國於1945年8月6日投入日本廣島的代號為“小男孩”的原子彈即為“槍式”原子彈。“內爆法”也稱壓緊型，就是用化學炸藥爆炸產生的內聚衝擊波和高壓力，壓縮處於臨界狀態的裂變裝料，使裂變裝料的密度急速提高而處於臨界狀態。由於“內爆法”裂變裝料少而被廣泛采用。1949年8月9日，美國向日本長崎投擲的代號為“胖子”的原子彈就采用了“內爆法”。
（3）爆炸過程。原子彈主要由引爆係統、炸藥層、反射層、核裝料和中子源等組成。其中，核裝置在接到起爆指令後，引爆係統的雷管使炸藥起爆，炸藥的爆轟產物推動並壓縮反射層和核裝料，使之達到超臨界狀態，中子源適時提供若幹點火中子，於是核裝料內發生鏈式反應，並猛烈釋放能量。隨著能量的積累，溫度和壓力迅速升高，核裝料便逐漸膨脹，密度不斷下降，最終又成為次臨界狀態，鏈式反應趨向熄滅。從雷管起爆到中子點火前是爆轟、壓縮階段，通常要幾十微秒；從中子點火到鏈式反應熄滅是裂變放能階段，隻需零點幾微秒。原子彈在如此短暫的時間內放出幾百至幾萬噸TNT當量的能量，使整個彈體和周圍介質都變成了高溫高壓的等離子體氣團，其中心溫度可達幾千萬攝氏度，壓力達幾百億大氣壓。原子彈爆炸產生的高溫高壓以及各種核反應產生的中子、V射線和裂變碎片，最終形成衝擊波、光輻射、早期核輻射、放射性沾染和電磁脈衝等殺傷破壞因素。
（4）發展曆程。從1939年發現核裂變現象到1945年美國製成原子彈，隻花了6年時間。1939年10月，美國政府決定研製原子彈，開始了“曼哈頓工程”。1945年7月，美國已搶先製造出了三顆原子彈。一顆用於同年7月16日在美國新墨西哥州阿拉莫戈多附近沙漠地區進行的第一次核試驗。在歐洲戰場法西斯德國已宣布投降、亞洲太平洋戰場日本軍國主義尚在負隅頑抗之際，為加快第二次世界大戰結束的進程，也為了進一步確立戰後美國世界第一強國的地位，美國迫不及待地將剛剛擁有的名為“小男孩”的一顆鈾彈和一顆取名“胖子”的鈈彈投向了日本的廣島和長崎。那是核打擊的第一次，也是迄今為止僅有的一次實戰運用。其中，代號為“小男孩”的是一顆“槍式”鈾彈，長約25米，直徑071米，重約41噸，威力不到20000噸；代號為“胖子”的是一顆“內爆法”鈈彈，長約33米，直徑15米，重約45噸，威力約20000噸。爾後，蘇聯於1949年8月29日，英國於1952年10月3日，法國於1960年2月13日，中國於1964年10月16日，印度於1974年5月18日，分別爆炸了第一顆原子彈。自1945年以來，原子彈技術不斷發展，體積、重量顯著減小，戰術技術性能日益提高。美國1963年服役的155毫米榴彈炮的核炮彈，長度不到1米，直徑隻有15厘米，重量約54千克，當量約在1000噸以下。原子彈小型化對於提高核武器的戰術技術性能和用做氫彈的起爆裝置具有重要意義。