更新时间：2023-11-08 00:07
原子弹（Atomic bomb）是利用原子核裂变反应释放出大量能量的原理制成的一种核弹，核装药一般为-239、-235。这些物质的原子核在热中子轰击下，分裂为2个或若干个裂片和若干个中子，同时释放出巨大的能量。原子弹爆炸后会产生大量光热辐射、冲击波和感生放射性造成杀伤和破坏作用，以及造成大面积放射性污染，阻止对方军事行动以达到战略目的。按照原子弹的结构原理可以分为：枪式原子弹、内爆式原子弹以及加强型原子弹。
原子弹的诞生，源于近代原子物理学、核物理学和量子物理学的发展，从1895年历经40年凝聚十几位世界杰出科学家的智慧，奠定了核能在军事上的应用基础。最终在美国国家战略的支撑下，世界上首个“核装置”：绰号“小工具”的内爆式钚弹，于1945年7月16日在代号“三位一体”的核试验中，于新墨西哥州的沙漠中被成功引爆，当量为1.5万吨-2万吨三硝基甲苯，比投在日本广岛的“小男孩原子弹”核弹当量略高。1945年8月6日和9日，美国军队在日本广岛和长崎市上空引爆了两枚原子弹，造成约20万人死亡，迄今为止这是世界冲突中唯一一次使用核弹的事件。
根据《不扩散核武器条约》，中国、法国、俄罗斯联邦、英国和美国为核武器缔约国除了5个国际承认的核国家，还有印度、巴基斯坦、朝鲜3个自行“宣布”拥有核武器的国家和1个“模糊国家”以色列。
1895年，德国物理学家威廉·伦琴发现了X射线的穿透作用。随后贝克勒尔和玛丽·居里夫妇先后发现了具有放射性的铀和元素。1898年，英国科学家欧内斯特·卢瑟福根据居里夫妇的研究，提出了放射性衰变理论。1911年卢瑟福正式提出了原子核模型。卢瑟福与核弹有两个重要的预言：第一是在1920年预言了原子核内有不带电的“中子”，第二是预言将会有释放原子能量的毁灭性武器出现。
1905年，阿尔伯特·爱因斯坦在德国著名物理学期刊《物理学纪事》连续发表了五篇论文。其中在6月份发表了《物体的惯性是否决定其内能》一文，阐述了“狭义相对论”和著名的方程式：E＝mc2。这一公式揭示了质量和能量的关系，显示在微观世界内部蕴藏着巨大的能量。1913年，丹麦物理学家尼尔斯·玻尔揭示了新的原子结构模型。相对于欧内斯特·卢瑟福的原子模型，波尔将马克斯·普朗克的量子论和爱因斯坦的光子理论应用到新的模型中，认为电子是在原子核周围的一定轨道上高速旋转，只有电子在轨道跃迁时才释放或者吸收量子化的能量，从而建立了奥格·玻尔的“定态”原子模型。1933年匈牙利物理学家利奥·西拉德在移居英国后，开始从理论上探讨实现核链式裂变的可能性，他是最早认识到中子是核链式裂变反应关键的科学家。
相对于太阳这样宇宙中存在的聚变体，地球上很难发现自然的裂变。1934年，意大利科学家恩里科·费米曾经用中子轰击铀-238，已经得到了核裂变产物，但是费米却不认为是裂变反应。最终在1939年1月奥地利科学家莉泽·迈特纳和他的外甥马克斯·弗里施，正式宣布铀可以被中子轰击而引发裂变。几乎在同时，奥格·玻尔就和惠勒就提出了原子核裂变的“液滴”模型，不但描述了铀原子裂变的机制，而且点明了铀-235比铀-238更容易吸收慢中子引发核裂变。
玻尔的研究就是在美国举行的第五届国际理论物理研讨会上公布的，随即已经移民美国的费米和西拉德组织了专门研究核裂变的“哥伦比亚小组”，使用哥伦比亚大学的回旋加速器加速核并轰击铍( Be) 来产生中子，再用中子轰击铀核。而美国科学家的发现是研制成功了高纯度的石墨来作为中子减速剂，这是美国在研究核裂变上领先德国的一个重要原因。
在1938年核裂变现象发现后，苏联科学家就意识到了其中的军事价值。而从1941年8月份开始，苏联驻外情报机构就不断向国内发出英美进行核能军事利用研究的情报。1942年4月，苏军从一个死去的德国高级军官身上的笔记本中，发现了写有与核能利用有关的公式和图表。这促使在1942年9月28日，苏联国防委员会秘密发布 《关于组织开展铀研究》 的第 2352CC号令，开始原子弹的研究。但是由于缺乏高层的直接行政领导和协调，项目进行并不顺利。
最初美国的研究进展缓慢，1941年春天英国发表了一份报告，确认原子弹是可能的，并敦促与美国合作。美国成立了S-1委员会对原子弹研究力量进行重组，通过万尼瓦尔·布什领导的科学研究与发展办公室进行管辖。然而随着项目从研究进展到开发，布什意识到缺乏资源，最终选择向陆军寻求支持。1942年8月13日，“曼哈顿计划”正式成立。
1942年8月13日陆军工程兵团上校乔治·卡特利特·马歇尔奉命，在工程兵团内建立一个新工程区，以便完成建造原子弹的特殊任务。这个工程称为曼哈顿工程区，与这个曼哈顿工程有关的工作，被称为“代用材料研制计划”。1942年9月17日，国防部长任命工程兵团准将莱斯利·格罗夫斯完全负责有关“代用材料研制计划”的一切事项。曼哈顿工程区取自该工程座落在纽约的总部的名宇。总部为原子弹计划提供行政、建设以及日常供应的任务。这个名称起了有效的掩饰作用，后来又取代了军方内部的称呼，将原子弹研制计划称为“曼哈顿计划”。“曼哈顿计划”从组织上还包括橡树岭的核原料生产计划，主要承担代号X-10的钚生产任务、代号Y-12的浓缩铀电磁生产、代号K-25的浓缩铀气体扩散生产和代号S-50的浓缩铀液体热扩散生产，还有新墨西哥州洛斯阿拉莫斯的原子弹制造计划（代号Y）、芝加哥的核反应堆、汉福德的后处理工厂以及代号P-9的重水生产计划。
1944年6月时，曼哈顿计划拥有员工12.9万人左右，包括8.45万名建筑工、4.05万名工厂操作员和1800名军事人员。1年后随着建设工程陆续完工，员工总数量降低到10万人，但军事人员增加到5600人。1943年，格罗夫斯从战时劳动力委员会处取得了临时劳动力优先权。1944年3月，战时生产委员会和战时劳动力委员会赋予曼哈顿计划最高优先权。
1945年7月16日，在新墨西哥州阿拉莫戈多附近的一个沙漠地区，第一颗原子弹成功引爆。曼哈顿工程还制造了两枚原子弹。1枚是用铀材料制作的“小男孩原子弹”核弹，另一枚是用钚材料制作的“胖子”核弹。
在原子弹专门委员会成立后，苏联的原子弹研究进入快速发展阶段。1946年6月，苏联明确了在 2 号实验室的领导下研制 РДС-1 和 РДС-2 两种型号的原子弹。原子弹的每个元件都有研究小组集体攻关，多采用2-3 个研究小组平行研究的方法，要确保第一颗原子弹按期成功试验。1949 年8月 29日早7时，苏联第一颗原子弹在哈萨克斯坦谢米巴拉金斯克核试验场成功试爆。
1968年7月1日，美苏签署《防止核武器扩散条约》，确定有核缔约国不得将核武器让与任何其他国家。1972年5月底，美苏签署了《关于限制反弹道导弹防御系统条约》《关于限制进攻性战略核武器的某些措施的临时协定》。1979年6月18日，卡特和列昂尼德·勃列日涅夫在维也纳签署了《关于限制进攻性战略武器条约》即《第二阶段限制战略武器条约》，确定至1981年底双方进攻性战略武器运载工具限额各为2250件。1987年12月，里根与米哈伊尔·戈尔巴乔夫在华盛顿哥伦比亚特区签署了《美苏关于销毁中程弹道导弹和中短程弹道导弹条约》(即《中导条约》)，规定两国应在条约正式生效后立即停止所有射程为500-5000公里中程和中短程导弹的生产和试验。1991年7月，美苏领导人签署了《削减战略武器条约》，条约规定双方战略核武器各削减30%。
2005年美着手“可靠替换弹头”的可行性研究，2006年4月，布什政府公布了核弹制造与研制设施的现代化改造计划，还以反恐为借口模糊常规武器与核武器界限。美国还研究在洲际弹道导弹和核潜艇上安装常规弹头，实施战略打击行动。在增强核攻击能力的同时，美国战略防御能力也有了新的进展，其标志就是导弹防御系统开始进入实际部署阶段。美GMD于2006年1月初步具备了导弹防御能力。在东亚，美日联合部署导弹防御系统，使用“宙斯盾”战舰装备标准-3海基拦截导弹，搭配陆基反导拦截武器构成多层拦截的系统。此外美国以意识形态和地缘利益为由，执行双重标准，损害了核不扩散机制的可信度。
1945年秋，经蒋介石特许，国民政府军政部长陈诚和兵工署长俞大维开始筹划派人赴美学习研制原子弹，最终资助吴大、曾
昭抡、华罗庚及六位青年学者，在美研究与学习。
1947年，“ 中央研究院”在制定次年工作计划时，将原子核物理研究列为重点研究领域的第一项，同年，北京大学校长胡适给国防部部长白崇禧和参谋总长陈诚写信，“提议在北京大学集中全国研究核能的第一流物理学者，专心研究最新的物理学理论与实验，并训练青年学者，以为国家将来国防工业之用”，希望由国家拨款，在北京大学建立原子物理研究中心。
1948年9月，北平研究院在原镭学研究所基础上组建了原子学研究所，但是当时各方面对于研制原子弹、发展原子核物理的认识都达到了新的高度，也在人才培养和设备引进方面做了一些工作。这为中华人民共和国成立后核科学家进行相关科学研究，并最终研制出原子弹打下了一定的基础。
1964年的10月，钱三强亲自研制的中国第一颗原子弹爆炸成功，“老邱”是中国第一颗原子弹的代号。
1905年，阿尔伯特·爱因斯坦提出了著名的“质能转换”方程，指出任何具有质量的物体，都贮存着巨大的内部能量，而只要有能量的变化，就会有质量的变化，能量和质量是能够相互转化的。这一理论被认为是原子弹的基础。但爱因斯坦在创造这一理论时，并没有想到原子弹这种武器。从“质能转换”方程到最终铀原子核的链式裂变反应以及核聚变武器，需要一系列的理论基础。原子弹应该称为原子核弹，在核物理专业中称为裂变弹；氢弹应该称为氘弹，专业叫法为聚变弹。
首先需要发现原子核的存在。1911年英国物理学家欧内斯特·卢瑟福，通过使用镭作放射源，进行α粒子射击金箔的实验，发现有些α粒子被弹回来了，因此卢瑟福认为原子中存在坚实的带正电的“原子核”。通过研究氢原子，可以确定质子肯定是构成原子核的组成部分。1932年詹姆斯·查德威克发现了中子。
在核聚变和核裂变的发现过程中，轻核聚变要早于重核裂变。这是因为大自然就存在轻核聚变的现象。20世纪初以前，太阳和星星发光一直是人类无法解释的奇观。1920年，英国天体物理学家亚瑟·埃丁顿根据阿尔伯特·爱因斯坦的相对论首次提出，恒星的能量来自于内部氢聚变为氦的过程。1933年，澳大利亚科学家马克·奥利芬特与欧内斯特·卢瑟福等人合作，第一个通过实验证明核聚变的存在，还发现了氦3和氚原子核。马克·奥利芬特发现，当氘核与氦3、氚核或其他氘核发生反应时，释放出的粒子所具有的能量远远超过它们开始时的能量，这意味着结合能已经通过聚变从原子核内部释放出来。
相对于太阳这样宇宙中存在的聚变体，地球上很难发现自然的裂变。在原子核这个微观世界中，量子力学发挥作用，无法精确的观察原子核的结构，而且无法通过薛定谔方程来描绘重原子核这种量子多体系统，因此必须要假设一个非常容易处理和理解的简单模型，来理解原子核的结构。
1929年，俄裔美国物理学家盖莫夫推出了原子核的液滴模型。该模型将原子核描述为一滴液体。如果给予足够的额外能量（如通过吸收中子），原子核可能会扭曲成哑铃形状，然后在中间分裂成两个几乎相等的碎片，然后释放能量。虽然这个模型不足以解释所有核反应现象，但该模型的理论基础提供了对原子核平均特性的估计。而这种能量，就是原子核的结合能。
液滴模型的出现，为核裂变武器的诞生奠定了基础。在1932年中子被发现后，科学家开始用它来轰击原子核来进行探测。1934年，意大利科学家恩里科·费米用户中子轰击铀，产生了第一个比铀重的元素。在费米之后，奥地利犹太裔女科学家丽莎·迈特纳，以及德国化学家奥托·哈恩以及化学家弗里茨·斯特拉斯曼也开始合作用中子轰击铀和其他元素并确定一系列衰变产物。1938年12月16日，奥托·哈恩和弗里茨·斯特拉斯曼进行了“镭间皮分馏”实验，结果令奥托·哈恩困惑，因为在用中子轰击铀后，它分裂成了两半，并且产生了许多β放射性核素。哈恩给已经逃亡国外的莉泽·迈特纳写信描述了这一现象。迈特纳和她的侄子奥托·弗里施认为，应该借鉴液滴模型来研究这一问题，即铀原子核在遭到中子轰击后，原子核像液滴一样分离，并释放出能量，而这两个子核加在一起的质量，要比原有的铀原子核少大约20%。而释放的能量就来自损失的质量。1939年1月份迈特纳和马克斯·弗里施将这一过程写成论文寄给《自然》杂志，并将这一分裂的过程称为“裂变”。1939年2月，奥托·哈恩和弗里茨·斯特拉斯曼则发表了他们的论文，首次使用了Uranspaltung （铀裂变）一词，并预测在裂变过程中将有额外中子的存在和释放，开启了核链式反应的可能性。
要实现原子核裂变产生巨大的爆炸能量，必须使大量的铀原子核在短时间内发生裂变，也就是发生链式裂变反应。尽管1933年匈牙利物理学家利奥·西拉德就构想了核链式裂变的可能性，但必须要在实验中再现。恩里科·费米的工作就是先要证实裂变链式反应的存在，这才能实现原子弹。
从1939年开始，费米就开始在哥伦比亚大学重点研究实现可以自持的裂变链式反应。当时费米认为只要有足够的中子，就能够引发裂变链式反应，但关键是能够让中子减速，石墨是一种非常有效的减速剂。1940年，费米在哥伦比亚大学的礼堂地下室内使用50吨石墨和8吨的氧化铀建造一个亚临界的反应堆。1940年加州伯克利分校的科学家格伦·⻄博格发现了钚-239这种超铀元素。钚-239在受到慢中子轰击后能够和铀-235一样的方式进行裂变，这就产生了第二种制造原子弹的方法。钚-239可以通过中子辐照铀-238来不断产生。这就意味着恩里科·费米对反应堆研究的重要性，因为这不但能证实裂变链式反应的存在，而且还能制造原子弹所需的裂变材料。
1942年6月，费米开始主导建设芝加哥1号堆（CP1）。CP-1由45000块石墨砖组成，每2块石墨砖中间放置1个铀块。1942年12月2日，费米下令将所有的控制棒从反应堆中抽出来，反应堆达到了临界状态，自持的裂变链式反应出现了。费米不仅证实了核链式裂变存在，而且还实现了核能量缓慢和可控的释放，为开发利用核能作为动力奠定了基础。
恩里科·费米的发现表明，自持裂变链式反应发生的条件，是实现中子增殖，也就是中子被裂变核吸收并且发生裂变放出裂变中子，也就是“中子增殖系数”。如果这个系数为1，意味着系统为临界状态，即每一代裂变中子数保持不变，链式反应可以自持下去，而且裂变数始终保持不变。如果这个系数大于1，则为超临界状态，即每一代产生的中子数比前一代的增加，裂变链式反应不但可以自持，而且裂变的数目一代代增加。对核弹来说，这个系数尽可能大于1，这就意味着核爆炸发生。如果这个系数小于1，则系统为亚临界状态，最后裂变链式反应停止。
无论是原子弹还是核反应堆，一个核燃料系统达到临界状态的体积，就是临界体积，相应的质量就是临界质量。对于核武器而言，临界质量越小越好。各种实验已经发现，铀-235和钚-238的中子增殖性能很好，铀-235原子核在收一个中子后放出的平均中子数为2.21个，而钚-238为2.61个。这就意味着钚-238的临界质量可以做到更小。根据测定，高浓缩度铀235临界质量约为50公斤，武器级钚-239其临界质量约为16公斤。
实现可实用的核弹，就需要尽可能减低临界质量。减低临界质量除了选择增殖性能好的裂变材料之外，还可以通过其他设计来实现。例如核材料应该设计成圆形，这样就能够尽可能降低中子泄漏的几率。此外还可以在核材料的外部增加中子发射层，这样就可以减少临界质量。
对临界质量的估算，是研制原子弹的一个重要方面。在第二次世界大战前德国也启动对原子弹的研制，但最终失败。其中一种重要原因就是德国核物理的领军人物海森伯格对于原子弹的临界质量估算错误。海森堡的模型是核反应是从铀-235球心向周边扩展的。在这一过程中，将有10的24次方个铀-235原子核发生裂变。海森堡计算认为，在中子达到铀-235球表面之前，必须和这些铀-235原子核发生碰撞并产生分裂。因此他计算原子弹的铀-235球最小半径为54厘米，质量超过1吨，这意味建造实用的原子弹根本不可能。而海森堡在听到美国军队用原子弹轰炸广岛市的消息后，仍然不相信原子弹的存在。这因为海森伯格没有获得正确的自持链式裂变反应的理论，因此也就无法得出正确的核弹临界质量。
以1945年8月，美国投到日本广岛的那颗原子弹（代号叫“小男孩原子弹”）为例，该原子弹采用枪式结构，重约4100公斤，直径约71厘米，长约305厘米。核装药为铀235，爆炸威力约为14000吨三硝基甲苯当量。在枪式结构中，每块核装药不能太大，最多只能接近于临界质量，而决不能等于或超过临界质量。因此当两块核装药合拢时，总质量最多只能比临界质量多出近一倍。这就使得原子弹的爆炸威力受到了限制。
另外在枪式结构中，两块核装药虽然高速合拢，但在合拢过程中所经历的时间仍然显得过长，以致于在两块核装药尚未充分合并以前，就由自发裂变所释放的中子引起爆炸。这种“过早点火”造成低效率爆炸，使核装药的利用率很低。一公斤铀235（或钚239）全部裂变，大约能释放18000吨三硝基甲苯当量的能量，一颗原子弹的核装药一般为15～25公斤铀235（或6～8公斤钚239），以此计算，“小男孩原子弹”的核装药利用率还不到百分之五。
铀在正常压力下的密度约为19克/立方厘米。在高压下，铀可被压缩到更高的密度。研究表明，对于一定的裂变物质，密度越高，临界质量越小。根据这一特性，在发展枪式结构的同时，还发展了一种内爆式结构。在枪式结构中，原子弹是在正常密度下用突然增加裂变物质数量的方法来达到超临界，而内爆式结构原子弹则是利用突然增加压力，从而增加密度的方法达到超临界。
在内爆式结构中，将高爆速的烈性炸药制成球形装置，将小于临界质量的核装料制成小球，置于炸药中。通过电雷管同步点火，使炸药各点同时起爆，产生强大的向心聚焦压缩波（又称内爆波），使外围的核装药同时向中心合拢，使其密度大大增加，也就是使其大大超临界。再利用一个可控的中子源，等到压缩波效应最大时，才把它“点燃”。这样就实现了自持链式反应，导致极猛烈的爆炸。内爆式结构优于枪式结构的地方，在于压缩波效应所需的时间远较枪式结构合拢的时间短促，因而“过早点火”的几率大为减小。这样，内爆式结构就可以使用自发裂变几率较大的裂变物质，如钚239作核装药；同时使利用效率大为增。
原子弹设计的基本原理是使最初处于次临界状态的裂变装料在瞬间达到超临界状态并适时地用中子源提供适量中子触发裂变链式反应并发生核爆炸。由次临界达到超临界状态的方法有“枪式”（压拢型）和“内爆式”（内爆式核武器）两种。此外还有加强型原子弹。
其结构原理是把次临界质量的圆柱形铀块(“铀子弹”)和另一个次临界质量、带有圆柱形凹槽的铀球分开放置。分开后的原子弹中的两个铀块都不会引起裂变链式反应。若要引发核爆炸，要通过雷管点燃烈性炸药，由化学爆炸产生的强大推力使“铀子弹”迅速射向铀球并进入圆柱形凹槽内，使整个系统瞬间达到临界和超临界状态，并适时地由中子引爆器产生的中子触发，立即发生强烈的链式裂变反应。如链式裂变反应能在超临界系统瓦解之前达到足够多的“代”数，就会产生强烈的核爆炸。1945年8月6日美国投到广岛市的第一颗原子弹就是“枪式”构型原子弹。
这种原子弹的结构原理，是把一块处于次临界状态的裂变装料（铀-235或钚-239）的球体放于原子弹的中心，四周被化学炸药包围，在使用前不会引起裂变链式反应。若要引发核爆炸，则是先点燃高能化学炸药，利用化学爆炸产生的内聚冲击波和高压力，压缩中心处于次临界状态的裂变燃料球体，使其密度急剧升高。由于临界质量与密度成反比，使得裂变装料达到超临界状态。这时中子引爆器适时地产生大量中子，引发剧烈的链式裂变反应从而产生核爆炸。与枪式相比，内爆式构型更为先进，因为裂变材料用量少利用率高，但技术更复杂。美国在1945年7月16日进行的第一次核试验和后来在日本长崎投下的代号“胖子”的原子弹都属“内爆式”钚弹。
从单位质量讲，聚变释放的能量要比裂变释放的能量高。原子弹装料里加一些聚变材料，在原子弹爆炸的高温下，引起聚变反应，聚变放出的中子又可以加强裂变反应，从而使爆炸威力大大增加。这样的原子弹称“加强型原子弹”。加强型原子弹由于用了氘氚气体，其内爆压缩过程会带来许多新的问题。界面不稳定性会更加突出，因为氘氚气体的密度比起铀、钚金属的密度差得太远了。当压缩的氘氚内部压力过高时，就会产生反压而出现界面不稳定的情况。对于加强型原子弹来说，除了雷管点火、中子点火引爆原子弹之外，还有第三次点火，即用裂变反应的能量点燃轻材料的聚变反应。以上各次点火的时间是要选择在有关释能部件处在一个最佳的物理状态下，才能获得最好的爆炸效果。这只能依靠极其复杂的实验和模拟计算来确定。
根据《不扩散核武器条约》，世界上有5个拥有核武器的缔约国，包括中国、法国、俄罗斯联邦、英国和美国。该条约规定的核弹缔约国是指在1967年1月1日之前已制造和爆炸核武器或其他核爆炸装置的国家。
除了5个国际承认的核国家，还有3个自行“宣布”拥有核武器的国家和1个“模糊国家”。印度1968年开始核武器项目，1974年5月进行了“和平的核爆炸”试验。1998年5月印度进行了五次核试验后，正式宣布该国为拥有核武器国家。1998年5月巴基斯坦在印度核试验后，很快也进行了核试验，并宣布拥有核武器。朝鲜于2006年10月和2009年5月进行了核试验，宣布自己是有核国家。外界猜测以色列拥有一定数量的核弹头，但该国奉行“模糊战略”，对此既不承认也不否认，也没有公开进行过核试验。以上四个国家都没有加入《不扩散核武器条约》。
1945年7月25日，哈里·S·杜鲁门决定，如果日本拒绝接受波茨坦公告就使用原子弹。攻击顺序为广岛市、小仓、新潟县和长崎市。7月29日，美国军队用重巡洋舰将原子弹的核心部分——装在金属密封筒里的铀-235，从旧金山运到马里亚纳群岛的天宁岛。7月31日，第一枚用于实战的原子弹装配完毕，由于弹体细长，被命名为“小男孩原子弹”。
“小男孩”弹重4082公斤，弹长3.05m，弹径0.711米，装料为50公斤丰度为89%的铀-235和14公斤丰度为50%的铀-235。“小男孩”使用枪式设计，通过炸药爆炸，将一块25.6公斤低于临界质量的铀-235，射向三个总重为38.4kg处于低临界的环形铀-235，形成整块超临界质量的铀，引发核链式反应。
8月2日，第20航空队下达作战指令，确定8月6日向日本实施原子弹轰炸，出动7架B-29轰炸机。1945年8月6日凌晨2时45分，保罗·蒂贝茨和机组人员驾驶“埃诺拉·盖伊”号B-29轰炸机起飞。7时50分，“埃诺拉·盖伊”号进入四国上空，高度己达9700米。 军械专家拧下原子弹上一个绿色螺丝，接通了最后一个电路，原子弹处于待爆状态。8时14分17秒，”埃诺拉·盖伊”号炸弹舱打开，将“小男孩原子弹‘投向位于广岛市中心太田川上的相生桥。50秒后，一道蓝白色的亮光闪过，一个紫红色光点腾空而起，迅速化作急速膨胀的巨大火球，白色烟柱很快升至3000米高空，逐渐形成蘑菇状烟云，一直升到15000米高空。
小男孩原子弹在相生桥以东约100米的外科医院上空580米爆炸，爆炸地点在广岛市中心偏西北处。小男孩装有的铀-235,只有约1公斤在爆炸中进行了核裂变，释放的能量约相等于1.25万吨TNT烈性炸药，即大概为5.5x焦耳。爆炸立刻产生了30万度的高温和时速高达60公里的强烈冲击波。广岛市中心约12平方公里，几乎被夷为平地，全市76328幢建筑物中，4.8万幢全部被毁，22178幢半毁，房屋损失达92%。
1945年8月9日美国投于长崎市的原子弹名为“胖子”，是人类历史上第二次使用的核弹。这颗原子弹长3.25米、直径1.52米、重4545公斤，核心是用6.2公斤钚-239制成，释放的能量约相等于2.2万吨三硝基甲苯烈性炸药，即大概为8.4x焦耳，比投掷在广岛的首枚原子弹稍大。“胖子”核弹由查尔斯·斯文尼驾驶的B-29轰炸机“博士卡”在长崎上空9000米高度投下。早上11时02分原子弹在550米高度爆炸。长崎在爆心投影点2.5公里半径里，所有的建筑物完全被摧毁，在爆心投影点4公里半径 里，大部分的房屋被破坏，原子弹爆炸后约120分钟，约6.7平方公里范围内，建筑物燃起熊熊大火。由于长崎市地势多山，造成的损害比平坦的广岛市较低。
1886年3月7日生于伦敦，1975年6月27日卒于剑桥大学，英国力学家，1907年和1908年先后获剑桥大学数学和物理学位，1919年在剑桥大学卡文迪什实验室工作，同年选为英国皇家学会会员。1923年起，一直担任E．卢瑟福领导的卡文迪什实验室的研究教授，1949年起，先后被聘为荷兰、美国、法国、挪威、意大利、印度等国科学院外藉院士。
泰勒科学工作的特点是擅长巧妙地将深刻的物理洞察力和高深的数学方法结合起来，并善于设计出简单而又完善的专门实验。J.H.泰勒的科学贡献除将说到的强爆炸研究外，还有很多，如阐明激波的内部结构；对大气湍流和湍流扩散作了研究，提出了均匀各向同性湍流，和湍流的泰勒微尺度；得到两同轴转动圆筒间流动的失稳条件；提出晶体的位错理论；发现薄板穿孔中的塑性流动，对高速加载材料试验作了贡献。
1903年12月28日生于匈牙利布达佩斯，1957年2月8日卒于美国华盛顿哥伦比亚特区，匈牙利犹太人，布达佩斯大学数学博士，1930年赴美，美国普林斯顿大学大学教授，美国科学院院士。冯．诺依曼在计算机、数学、物理学和经济学等方面都作出过杰出贡献，特别的是，他参与设计和制造了世界第一台电子计算机，对制造原子弹的曼哈顿工程做出了重大贡献。
1907年11月14日出生于俄罗斯罗斯托夫，1999年卒于莫斯科，苏联力学家、应用数学，1930年毕业于莫斯科国立大学，1937年起任莫斯科大学教授，苏联科学院院士，曾任国际航天协会主席。
20世纪美国著名的理论物理学先驱，年轻时，他就为早期量子力学的发展作出了开创性的贡献，显示出非凡的才能，30多岁时，他在伯克利创立了美国历史上前所未有的庞大的理论物理学学派，为美国物理学的迅速崛起留下了深刻的印记，因而当之无愧地进入了世界著名的十大理论物理学家之列，他领导着“史无前例的最庞大的科学家组织”，研制成功了世界上第一颗原子弹，由此获得了“原子弹之父”的美誉，二次大战后，他积极倡导原子弹的国际控制，竭力阻止美国研制氢弹，从而导致了著名的“奥本海默案件”，同时，他还是一位极具性格魅力的演讲者，喜欢用独特的表达方式阐述自己的观点。
由于原子弹投射工具准确性的提高，自60年代以来，原子弹的发展，首先是核战斗部的重量、尺寸大幅度减小但仍保持一定的威力，也就是比威力（威力与重量的比值）有了显著提高。例如，美国在长崎市投下的原子弹，重量约4.5吨，威力约2万吨；70年代后期，装备部队的“三叉戟”Ⅰ潜地导弹，总重量约1.32吨，共8个分导式子弹头，每个子弹头威力为10万吨，其比威力同长崎投下的原子弹相比，提高135倍左右。威力更大的氢弹，比威力提高的幅度还更大些。这一方面的发展或许已接近客观实际所容许的极限。
中国政府在爆炸第一颗原子弹时即发表声明：中国发展核弹，并不是由于相信核武器的万能，要使用核武器。恰恰相反，中国发展核武器，是被迫而为的，是为了防御，为了打破核大国的核垄断、核讹诈，为了防止核战争，消灭核武器。此后，中国政府又多次郑重宣布：在任何时候、任何情况下，中国都不会首先使用核武器，并就如何防止核战争问题一再提出了建议。中国的这些主张已逐渐得到越来越多的国家和人民的赞同和支持。