Eine Atombombe funktioniert, indem sie eine nukleare Kettenreaktion auslöst, die im Vergleich zu herkömmlichen Sprengstoffen eine enorme Energiemenge freisetzt. Pro Volumeneinheit kann eine Atombombe millionen- oder milliardenfach stärker sein als TNT. Die erste Atomexplosion ereignete sich am 16. Juli 1945 auf der Alamogordo Test Range in New Mexico während eines Tests namens Trinity. Es wurde während des streng geheimen Manhattan-Projekts entwickelt, das von General Leslie R. Groves von der US-Armee geleitet wurde.
Kernreaktionen treten auf, wenn Neutronen auf dicht gepackte Atome mit schweren Kernen (Uran- oder Plutoniumisotope) geschossen werden. Diese schweren Kerne zerfallen in leichtere Kerne, wenn sie von einem Neutron getroffen werden, wodurch wiederum mehr Neutronen erzeugt werden, die andere Kerne beschießen und eine Kettenreaktion auslösen. Dieser Vorgang wird als Spaltung bezeichnet. (Ein anderer Prozess, der als Fusion bekannt ist, setzt Energie frei, indem Kerne miteinander verschmelzen, anstatt sie auseinander zu brechen.) Indem sie die Kerne selbst zerlegen, anstatt Energie durch eine konventionelle chemische Reaktion freizusetzen, können Atombomben mehr als 80 Terajoule Energie pro Kilogramm (TJ/ kg).
Bei den frühesten Bomben wurde die Kettenreaktion einfach dadurch ausgelöst, dass zwei Halbkugeln aus hochreinem Uranisotop in einer kleinen Kammer aufeinander geschossen wurden. In aktualisierten Designs ist ein Uran- oder Plutoniumbombenkern von hochexplosiven Linsen umgeben, die den Kern bei der Detonation komprimieren. Der komprimierte Kern wird kritisch und löst eine Kettenreaktion aus, die andauert, bis viele der schweren Kerne zerbrochen sind.
Die Atombombe und ihr Cousin, die Wasserstoffbombe, sind seit ihrer Entstehung vor vielen Jahrzehnten wahrscheinlich die stärksten Waffen der Welt. Große Bomben können ganze Städte zerstören. Tausende von Atombomben wurden gezündet, obwohl nur zwei in der Kriegsführung eingesetzt wurden – beide wurden von den USA während des Zweiten Weltkriegs gegen Japan eingesetzt. Es gibt sieben Länder, die offen erklären, Atomwaffen zu besitzen; den Vereinigten Staaten, Russland, Großbritannien, Frankreich, der Volksrepublik China, Indien und Pakistan. Die Welt verfügt derzeit über genügend nukleare Fähigkeiten, um die Menschheit um ein Vielfaches aussterben zu lassen.