Per diventare stabili, gli atomi instabili emettono radiazioni sotto forma di particelle, come radiazioni alfa e beta, o sotto forma di onde elettromagnetiche, come radiazioni gamma e raggi X. Radiazioni alfa: radiazioni costituite da nuclei di elio che vengono scaricati dalla degradazione radioattiva di alcuni elementi pesanti, tra cui l'uranio-238, il radio-226 e il plutonio.

Radiazione beta: radiazione costituita da elettroni o positroni emessi da atomi ad una velocità che si avvicina alla velocità della luce. Radiazione gamma: onde elettromagnetiche rilasciate durante il decadimento radioattivo, che possono ionizzare gli atomi e separare i legami chimici.

Questa è approssimativamente una ionizzazione per micron cubico. Reazione a catena: il processo di fissione nucleare, in cui i neutroni vengono rilasciati, provoca altre reazioni di fissione nucleare con la stessa o maggiore velocità. Nelle armi nucleari, una reazione a catena di moltiplicazione estremamente rapida causa un rilascio esplosivo di energia. In un reattore nucleare, la velocità della reazione a catena è controllata per generare calore o un gran numero  neutroni.

Massa critica: la quantità di materiale fissile che fornirà una reazione a catena autosufficiente. La quantità dipende sia dalle proprietà dell'elemento fissile sia dalla forma della massa. Bomba all'idrogeno: un'arma nucleare che trae energia dalla fusione dell'idrogeno. Conosciuto anche come armi termonucleari.

Come funziona la bomba: le armi nucleari, come le normali bombe, sono progettate per causare danni durante un'esplosione, cioè come risultato del rilascio di una grande quantità di energia in un breve periodo di tempo. Nelle bombe convenzionali, un'esplosione viene creata da una reazione chimica che comporta il riarrangiamento degli atomi per formare nuove molecole. La quantità di energia rilasciata è proporzionale alle energie leganti delle molecole. Nelle armi nucleari, un'esplosione viene creata cambiando gli atomi stessi - sono divisi o fusi per creare nuovi atomi.

Le energie leganti all'interno degli atomi hanno molte grandezze dell'ordine superiori alle energie leganti delle molecole. Esistono due tipi principali di armi nucleari: le bombe atomiche che usano la fissione come reazione principale, cioè gli atomi sono divisi; bombe all'idrogenoche usano la sintesi come reazione principale, cioè gli atomi sono fusi insieme.

Il plutonio si presenta naturalmente solo in piccole quantità. La maggior parte del plutonio viene prodotto nei reattori dividendo l'uranio. Deve quindi essere rimosso in un impianto di ritrattamento se deve essere usato. L'uranio a basso arricchimento può essere utilizzato nei reattori nucleari. Meccanica: gli atomi di plutonio e di uranio sono pesanti, vale a dire hanno un gran numero di protoni e neutroni nel nucleo. La fissione di un nucleo pesante può essere l'assorbimento neutronico spontaneo o indotto. Durante la fissione, quando il nucleo pesante si divide in due nuclei più piccoli, vengono rilasciati altri neutroni.

Se questi neutroni vengono assorbiti da altri nuclei, possono a loro volta dividere, liberando anche neutroni. Di regola, i neutroni emessi da un atomo spontaneamente "passano attraverso" altri atomi e quindi non stimolano un'ulteriore fissione. Tuttavia, se gli atomi si combinano sotto alta pressione, la frequenza degli "strikes" di neutroni aumenta e può verificarsi una reazione a catena. Nelle centrali nucleari, questa reazione a catena è controllata dall'assorbimento di ulteriori neutroni. Nelle armi nucleari, questa reazione a catena diventa critica, cioè incontrollata.

Raggiungere la criticità in bomba atomica: per ottenere un'importanza critica e, quindi, per creare un'esplosione dovuta alla fissione degli atomi, una reazione a catena incontrollata deve essere generata comprimendo un materiale fissile in modo che gli atomi siano abbastanza vicini da consentire ai neutroni rilasciati di continuare a colpire. . Metodo della pistola: una massa di uranio viene bruciata in una canna a un'altra massa di uranio. Questo è il disegno più semplice ed è stato usato per la bomba di Hiroshima.

Tuttavia, non è efficace quanto il metodo di implosione. Metodo di implosione La sfera di materiale fissile - plutonio o uranio altamente arricchito - è circondata da normali esplosivi che vengono fatti detonare simultaneamente. La tempistica dei colpi è fondamentale per comprimere il materiale in modo sufficiente e uniforme.

Blast B bombe termonucleari  deuterio e trizio - due isotopi di idrogeno - sono fusi insieme per creare atomi più pesanti. Questa è la stessa reazione del centro del sole. L'unione può avvenire solo a temperature e pressioni molto elevate. Nelle armi nucleari, sono creati dall'esplosione della fissione per innescare una reazione di fusione. Non esiste un limite teorico alla potenza esplosiva di un'arma fusibile.

Meccanica: nelle bombe a fusione, il deuterio e il trizio si fondono insieme per creare atomi più pesanti. Nelle armi nucleari, questi livelli di temperatura e pressione vengono creati usando un'esplosione di fissione per innescare una reazione di fusione. Materiali per armi: il nucleo della bomba a fissione è il plutonio o l'uranio altamente arricchito. Questi sono gli unici materiali in grado di fornire una reazione a catena autosufficiente. Se deve essere utilizzato, deve essere rimosso in un'installazione per il riciclaggio.

Il deuterio e il trizio sono isotopi di idrogeno che sono usati in armi termonucleari. Il trizio viene anche usato nella bomba a fissione come fonte di neutroni aggiuntivi per facilitare il processo di fissione. Conseguenza immediata esplosione nucleare. Un'esplosione nucleare produce diversi tipi di energia che hanno conseguenze devastanti: un'esplosione, una radiazione termica, un impulso elettromagnetico, una radiazione nucleare diretta e precipitazioni. Il grado di danno dipenderà da vari fattori, tra cui la dimensione dell'arma nucleare, l'altezza della sua detonazione e la geografia del bersaglio.

Esplosione: il rapido rilascio di energia in un'esplosione crea un'onda d'urto di sovrapressione. Molto vicino al centro di un'esplosione nucleare, la sovrapressione è equivalente a diverse migliaia di libbre per pollice quadrato. Questa è una pressione cento volte superiore in una pentola a pressione.

Una pressione eccessiva distrugge oggetti. I polmoni umani sono schiacciati a una sovrapressione di circa 30 libbre per pollice quadrato. L'esplosione genera anche venti ad alta velocità che possono trasformare persone o oggetti in razzi. La pressione dell'onda d'urto può anche causare sordità.

Radiazione di calore: la radiazione di calore include luce e calore. Un'esplosione nucleare rilascia un'enorme quantità di energia come la luce che può essere vista a centinaia di chilometri di distanza. La luce è così intensa che può far saltare sabbia, persone cieche per molte miglia, bruciare ombre nel cemento e accendere materiali infiammabili a lunghe distanze. Le radiazioni termiche causano anche ustioni sulla pelle umana. Il raggio del flash dipende dalla potenza dell'arma e dalla chiarezza dell'atmosfera. Un'esplosione sopra le nuvole può ridurre le ustioni causate dalla vampata di calore.

Il calore dell'esplosione è così intenso che quasi tutti i materiali al centro dell'esplosione evaporano immediatamente. Le radiazioni termiche creano anche una palla di fuoco, che si espande rapidamente verso l'esterno, consumando ossigeno e, combinata con un effetto esplosivo, crea una distruzione quasi completa a una certa distanza dall'epicentro.

Impulso elettromagnetico: un'esplosione nucleare invia anche un impulso elettromagnetico simile a un impulso termico. Sebbene l'impulso elettromagnetico non danneggi direttamente le persone, può causare la distruzione al sito di un'esplosione nucleare, poiché spegne tutti i dispositivi elettrici sul suo percorso, come apparecchiature mediche e microchip che si trovano sulle nuove auto.

Radiazioni nucleari dirette: un'esplosione nucleare rilascia diversi tipi di radiazioni. Sia i raggi gamma che i neutroni penetrano facilmente negli oggetti solidi e possono essere mortali. Le particelle beta e alfa, di regola, sono meno pericolose, hanno intervalli molto più brevi - diversi metri e diversi centimetri, rispettivamente. Le particelle alfa non possono penetrare nella pelle umana. Tuttavia, se ingerito, le particelle alfa causano il maggior danno al corpo umano.

Alcuni di questi materiali atterreranno sul terreno in pochi minuti e il fallout radioattivo può continuare a scendere per circa 24 ore. I detriti ascendenti e discendenti formano una nube di funghi, che segue un'esplosione nucleare. Nessuna precipitazione precoce è associata ad esplosioni di alta quota, anche se un'esplosione ben al di sopra del terreno porta al fatto che le precipitazioni radioattive salgono a una grande altezza nella nube di funghi e gradualmente scendono verso una vasta area.

La distribuzione delle precipitazioni dipende dalla topografia del terreno e dalle condizioni meteorologiche, in particolare dalla direzione e dalla velocità del vento. Il fallout radioattivo può spostarsi e stabilirsi in aree a centinaia di chilometri dal luogo dell'esplosione. Il fallout radioattivo può essere l'effetto più pericoloso di un'esplosione nucleare, poiché l'area interessata dalle precipitazioni è molto più ampia dell'area della radiazione nucleare diretta.

Poiché non esiste un modo noto per neutralizzare una sostanza radioattiva, oltre a inviarla attraverso un reattore nucleare, i prodotti radioattivi sono pericolosi a condizione che non si decompongano in misura tale da non emettere più quantità significative di radiazioni. Questa volta viene generalmente considerata un'emivita 10 volte.

Il grado di danno: il grado di danno dipende dalla dimensione dell'arma nucleare, dal terreno e dall'altezza alla quale viene detonata. Arma nucleareScoppiato a livello del suolo crea più precipitazioni a causa di una grande quantità di materiale del suolo che viene bombardato da un'esplosione ed espulso nell'aria, ma gli effetti delle radiazioni termiche e delle onde radioattive sono inferiori rispetto a un'esplosione di aria.

La maggior parte di loro sono circa 100 mila tonnellate, vale a dire circa 10 volte la potenza della bomba di Hiroshima. Gli effetti delle radiazioni sulle persone. L'effetto della radiazione sul corpo umano varia a seconda della dose di radiazioni e se l'effetto è lento, prolungato o grande e istantaneo.

Le radiazioni colpiscono le cellule del corpo umano, che si stanno attivamente dividendo. Il tipo più frequente di esposizione è l'esposizione a piccole aree del corpo. Danni a tessuti e vasi sanguigni localizzati in aree aperte possono portare a disfunzione d'organo.