Bom nguyên tử hoạt động như thế nào?

Vũ khí hạt nhân (tiếng Anh: nuclear weapon), còn gọi là vũ khí nguyên tử, là loại vũ khí hủy diệt hàng loạt mà năng lượng của nó do các phản ứng phân hạch hạt nhân hoặc/và phản ứng hợp hạch gây ra. Một vũ khí hạt nhân nhỏ nhất cũng có sức công phá lớn hơn bất kỳ vũ khí quy ước nào. Vũ khí có sức công phá tương đương với 10 triệu tấn thuốc nổ có thể phá hủy hoàn toàn một thành phố. Nếu sức công phá là 100 triệu tấn (mặc dù hiện nay chưa thể thực hiện được) thì có thể phá hủy một vùng với bán kính 100 – 160 km. Cho đến nay, mới chỉ có hai quả bom hạt nhân được dùng trong Chiến tranh thế giới thứ hai: quả bom thứ nhất được ném xuống Hiroshima (Nhật Bản) vào ngày 6 tháng 8 năm 1945 có tên là Little Boy và được làm từ uranium; quả sau có tên là Fat Man và được ném xuống Nagasaki, cũng ở Nhật Bản ba ngày sau đó, được làm từ plutonium và thêm quả bom thứ ba được thử nghiệm ở Nga có tên là T-Sar Bomba với sức công phá lớn khiến cho một hải đảo ở phía Bắc của Nga bị hủy diệt hoàn toàn.

Những vũ khí hạt nhân đầu tiên được Hoa Kỳ chế tạo cùng với sự giúp đỡ của Anh Quốc và Canada trong Chiến tranh thế giới thứ hai, đó là một phần của dự án Manhattan tối mật. Lúc đầu, việc chế tạo vũ khí hạt nhân là sự lo sợ Đức Quốc xã có thể chế tạo và sử dụng trước quân đội Đồng minh. Nhưng cuối cùng thì 2 thành phố của Nhật Bản là Hiroshima và Nagasaki lại là nơi chịu đựng sức tàn phá của những quả bom nguyên tử đầu tiên vào năm 1945. Liên Xô cũng đẩy mạnh Dự án vũ khí hạt nhân và chế tạo, thử nghiệm vũ khí hạt nhân đầu tiên vào năm 1949. Cả Hoa Kỳ và Liên Xô đều phát triển vũ khí hạt nhân nhiệt hạch vào những năm giữa của thập niên 1950. Việc phát minh ra các tên lửa hoạt động ổn định vào những năm 1960 đã làm cho khả năng mang các vũ khí hạt nhân đến bất kỳ nơi nào trên thế giới trong một thời gian ngắn trở thành hiện thực. 2 siêu cường quốc của Chiến tranh Lạnh đã chấp nhận 1 chiến dịch nhằm hạn chế việc chạy đua vũ khí hạt nhân nhằm duy trì 1 nền hòa bình mong manh lúc đó.

Vũ khí hạt nhân đơn giản là lấy năng lượng từ quá trình phân hạch (còn gọi là phân rã hạt nhân). 1 vật liệu có khả năng phân rã được lắp ráp vào 1 khối lượng tới hạn, trong đó khởi phát 1 phản ứng dây chuyền và phản ứng đó gia tăng theo tốc độ của hàm mũ, giải thoát 1 nguồn năng lượng khổng lồ. Quá trình này được thực hiện bằng cách bắn 1 mẫu vật liệu chưa tới hạn này vào 1 mẫu vật liệu chưa tới hạn khác để tạo ra 1 trạng thái gọi là siêu tới hạn. Khó khăn chủ yếu trong việc thiết kế tất cả các vũ khí hạt nhân là đảm bảo một phần chủ yếu các nhiên liệu được dùng trước khi vũ khí tự phá hủy bản thân nó. Thông thường vũ khí như vậy được gọi là bom nguyên tử, còn gọi là bom A.

Các loại vũ khí cao cấp hơn thì lấy năng lượng nhiều hơn từ quá trình nhiệt hạch (còn gọi là tổng hợp hạt nhân). Trong loại vũ khí này, bức xạ nhiệt từ vụ nổ phân rã hạt nhân được dùng để nung nóng và nén đầu mang triti, deuteri, hoặc liti, từ đó xảy ra phản ứng nhiệt hạch với năng lượng được giải thoát lớn hơn rất nhiều. Thô