ابر قارچی بمباران اتمی هیروشیما و ناگاساکی ژاپن در ۱۹۴۵ حدود ۱۸ کیلومتر به هوا فوران کرد.
جنگ‌افزار هسته‌ای سلاح‌هائی هستند که در آن‌ها از انرژی حاصل از شکافت یا همجوشی هسته‌ای برای تخریب و کشتار استفاده می‌شود. به طور کلی می توان سلاح های هسته ای را بر اساس منبع تأمین انرژی سلاح به دو دسته تقسیم کرد:

الف- بمب شکافت : این بمب ها انرژی خود را از واکنش های شکافت هسته ای به دست می آورند. این بمب ها را از گذشته به این سو، بمب اتمی نام نهاده اند و در متون مختلف عباراتی چون بمب اتم، بمب اتمی یا A-bomb را دید که همه به این نوع سلاح اشاره دارند. البته با توجه به این واقعیت که انرژی این سلاح از واکنش های شیمیایی پیوند میان اتمها آزاد نمی شود، این نام گذاری دقیق نیست؛ با این وجود نامگذاری بمب اتمی پذیرفته شده است. بهتر این است که به آنها سلاح هسته ای یا دقیق تر، سلاح های شکافت هسته ای بگوییم.

ب- بمب هم جوشی: این بمب بر اساس هم جوشی هسته ای طراحی شده است. سلاح هایی که تنها یک مرحله هم جوشی انجام می هند، سوخت اولیه شان فقط هیدورژن است و از این رو به بمب هیدروژنی یا H-bomb معروف شده اند. به این سلاح ها، سلاح های گرما هسته ای نیز می گویند، زیرا برای آغاز واکنش زنجیره ای هم جوشی هسته ای به دمای اولیه بسیار بالایی نیاز است.
امروز، تمایز دادن این دو نوع سلاح بسیار دشوار است؛ زیرا در سلاح های پیچیده ای که امروزه ساخته می شود هر دو نوع بمب با هم ترکیب شده اند. مثلاً ابتدا یک بمب شکافت کوچک منفجر می شود تا دما و فشار مورد نیاز واکنش هم جوشی و انفجار بمب هم جوشی فراهم شود. عناصر هم جوشی هم ممکن است در هسته یک بمب شکافت استفاده شوند، چون نوترونهایی که از آنها تولید می شود باز می آفریند شکافت را بالا می برد. وجه تمایز سلاح های شکافت و هم جوشی در این است که انرژی آنها از تغییرات هسته اتم به دست می آید. پس بهترین نام برای تمامی این سلاح های انفجاری، سلاح هسته ای یا Nuclear Weapon است. نوع دیگری از استفاده از سلاحهای اتمی هم وجود دارد که به آن بمب کثیف می گویند.


بمب های شکافت (Fission Bomb)

ساده ترین بمب های هسته ای بمب های شکافت خالص هستند که اساس سلاح های پیشرفته امروزی را تشکیل می دهند. اولین بار این بمب در آزمایش ترینتیی که نخستین دستاوردهای علمی پروژه منهتن بود، منفجر شد. یک بمب هسته ای شکافت، با تبدیل مداوم یک جرم زیر بحرانی یک ماده قابل شکافت به یک مجموعه فوق بحرانی و ایجاد یک واکنش زنجیره ای همراه با تولید مقداربسیار زیاد انرژی کار می کند. در عمل جرم به طور پیوسته و آرام و آرام به حالت بحرانی نمی رسد، بلکه از یک حالت زیر بحرانی به یک حالت بسیار فوق بحرانی تبدیل می شود. بدین ترتیب هر نوترون، نوترونهای جدید و زیادی تولید می کند و واکنش زنجیرهای با سرعت بسیار زیادی پیش می رود. مشکل اصلی در تولید یک بمب هسته ای شکافت برای ایجاد بازده انفجاری خوب، این است که بتوان برای مدت کافی، اجزای بمب را کنار هم نگاه داشت تا بخش قابل توجهی از انرژی هسته ای قابل تولید آزاد شود. تا پیش از زمان رها کردن بمب، ماده قابل شکافت را باید به صورت قطعات متعدد و جدا از هم که هر یک کمتر از جرم بحرانی هستند، نگاهداری کرد. در زمان انفجار، باید مواد قابل شکافت را به سرعت در کنار هم قرار داد. در ضمن فرآیند جمع شدن مواد، واکنش زنجیره ای آغاز می شود و سبب می شود اجزای بمب گرم شده، منبسط شوند. این انبساط مانع از فشرده شدن حداکثر مواد می شود ( به صرفه ترین حالت تولید انرژی در فشردگی کامل مواد قابل شکافت روی می دهند. ) اما فراهم کردن سیستمی که تمام این کارها را به خوبی انجام دهد اصلاً کار ساده ای نیست.
حال برای انفجار بمب باید چه کار کرد؟

الف – قطعات فرو بحرانی ماده هسته ای باید به هم متصل شوند تا یک جرم فرا بحرانی را تشکیل دهند. این جرم فرا بحرانی به هنگام آغاز واکنش، بیشتر از حد نیاز نوترون تولید می کند و ادامه یک واکنش زنجیره ای را تضمین می کند.

ب – تا آنجا که ممکن است، ماده بیشتری قبل از انفجار بمب شکافته شود تا از سوخته شدن بمب جلوگیری شود. سوخته شدن، زمانی است که بمب خوب عمل نکند و مواد قابل شکافت اندکی دچار شکافت هسته ای شوند. برای تبدیل سوخت هسته ای از حالت فرو بحرانی به حالت فرا بحرانی، معمولاً از دو روش استفاده می شود.

روش نخست، کنار هم قرار دادن جرمهای فرو بحرانی در کنار هم و تشکیل یک جرم فرو بحرانی است. روش دوم، فشرده کردن یک جرم فرو بحرانی و رساندن آن به جرم فرا بحرانی است. نوترونها را یک مولد نوترون تولید می کند. این مولد، یک ساچمه کوچک از جنس پولونیوم و بریلیوم است که درون یک ورقه فلزی واقع شده است. ساچمه و پوشش فلزی اش درون هسته سوخت هسته ای بمب قرار می گیرد و بدین شکل عمل می کند:

۱- هنگامی که دو جرم فرو بحرانی به هم متصل می شوند، پوشش فلزی ساچمه می شکند و پولونیوم بلافاصله ذرات آلفا ساطع می کند.

۲- این ذرات آلفا بریلیوم ۹ ( Br9 ) برخورد می کنند و در نتیجه بریلیوم ۸ ( Br8 ) و چند نوترون آزاد می شود.

۳- این نوترونهای آزاد به هسته های سوخت اتمی برخورد می کنند و شکافت هسته ای را آغاز می کنند. در نهایت، واکنش شکافت درون یک پوشش فلزی چگال که بازتابنده نام دارد، گسترش می یابد. بازتابنده معمولاً از U-238 ساخته می شود. ادامه واکنش شکافت، سبب می شود بازتابنده گرم شود و انبساط پیدا کند. انبساط بازتابنده، فشاری را در جهت عکس به هسته واکنش وارد می کند و گسترش هسته را کندتر می کند. بازتابنده هم چنین نوترونهای پر انرژی را به درون هسته شکافت منعکس می کند و بازده فرآیند شکافت هسته ای را افزایش می دهد.
بمب شکافت به مکانیسم تفنگی ساده ترین راه برای رساندن دو جرم فرو بحرانی به یکدیگر، این است که تفگی بسازیم و یکی از این جرمها را به سمت دیگری شلیک کنیم. جرم بحرانی U-235 به صورت یک کره به دور مولد نوترون ساخته می شود، ولی مقداری از آن به صورت یک گلوله کوچک جدا می شود. گلوله در انتهای یک لوله بلند قرار می گیرد و کره اورانیومی در انتهای دیگر لوله قرار می گیرد. مقدار دقیقی مانده منفجره هم پشت گلوله قرار می گیرد. هنگامی که حسگر فشار سنج با رومتری با ارتفاع مناسب انفجار بمب منطبق شد، مراحل زیر به ترتیب اتفاق می افتد: ۱- چاشنی ماده منفجره عمل می کند و انفجاری دقیق، گلوله را به انتهای لوله پرتاب می کند. ۲- گلوله به کره اورانیومی و مولد نوترون برخورد می کند و طبق روندی که قبلاً اشاره شد، واکنش شکافت آغاز می شود. ۳- واکنش های شکافت هسته ای گسترش می یابند. ۴- بمب منفجر می شود.
پسر کوچولو ( Little Boy )، بمبی که روی شهر هیروشیما منفجر شد، از همین نوع بمب بود و با همین مکانیسم عمل کرد. قدرت انفجاری آن معادل ۵/ ۱۴ کیلوتن تی ان تی بود و بازدهش حدود ۵/ ۱ درصد. یعنی قبل از آنکه بمب منفجر شود و اجزای بمب در فضا پخش شوند، ۵/۱ درصد سوخت بمب دچار شکافت هسته ای شده بود و انرژی حاصل از آن، معادل انفجار ۱۴۵۰۰ تن یا ۵ /۱۴ میلیون کیلوگرم تی ان تی بود.
بمب شکافت با مکانیسم انفجاری در اوایل پروژه، منهتن ( برنامه فوق سری ایالات متحده در جنگ جهانی دوم برای تولید بمب هسته ای )، دانمشندان هسته ای فهمیدند فشرده کردن جرمهای فرو بحرانی توسط انفجارهای داخلی و متمرکز کردن آنها در یک کره کوچک، روش خوبی برای فرابحرانی کرن آن جرم است. البته مشکلات زیادی در این راه وجود داشت، مثلاً این که چگونه ضربه انفجار را کنترل کرد و به طور یکنواخت روی سطح یک کره پخش کرد. مشکل بدین شکل حل شد: ابزار انفجاری، کره ای با جنس اورانیوم ۲۳۵ به عنوان بازتابنده و یک هسته از جنس پلوتونیوم ۲۳۹ بود که بین آنها را مواد منفجره بسیار قوی پر کرده بود. وقتی بمب ها رها می شود و به لحظه انفجار می رسد، این اتفاق ها به ترتیب روی می دهد:

۱- مواد منفجره عمل می کنند و یک موج ضربه ای ایجاد می شود.

۲- موج ضربه ای هست را فشرده می کند.

۳- واکنش شکافت آغاز می شود.

۴- بمب منفجر می شود. مرد چاق ( Fat man)، بمبمی که برفراز شهر ناکازاکی منفجر شد، از این نوع بمب های انفجاری بود که قدرتش معادل انفجار ۲۳ کیلوتن تی ان تی و بازدهش ۱۷ درصد بود.
بمب های مکانیسم انفجاری جدید بعدها بمب های انفجاری به طراحی های بهتری رسیدند که بازده آنها را به شدت افزایش می داد. نمونه ای از کار آنها به این قرار است: ۱- ماده منفجره عمل می کند و موج ضربه ای پدید می آورد. ۲- موج ضربه ای، قطعات پلوتونیوم را به درون یک کره کوچک هدایت می کند. ۳- قطعات پلوتونیوم در مرکز آن کره کوچک به یک ساچمه بریلیوم – پولونیوم برخورد کرده، پوشش آن را می شکنند. ۴- واکنش شکافت آغاز می شود و به سرعت گستش می یابد. ۵- بمب منفجر می شود.
امروز تغییرات زیادی در مورد شکل بمب ایجاد شده است. در گذشته ابزارهای انفجاری کروی شکل بودند، ولی امروزه توصیه می شود شکل آنها به بیضی گون، همانند لیمو، نزدیک باشد.
مقایسه دو مکانیسم تفنگی و انفجاری ۱- بازده روش انفجاری بیشتر است، زیرا در روش انفجاری نه تنها جرمهای فرو بحرانی با هم ترکیب می شوند، بلکه چگالی پلوتونیوم هم افزایش می یابد. افزایش چگالی پلوتونیوم، افزایش چگالی نوترونهای آزاد شده را نیز به همراه خواهد داشت. ۲- مکانیسم تفنگی فقط با اورانیوم ۲۳۵ قابل ساخت است، در حالی که مکانیسم انفجاری از هر دو این مواد استفاده می کند. ۳- خطرات سلاح تفنگی بیشتر است. در سلاح انفجاری، مقدار پلوتونیوم کمتر از حد بحرانی است و هیچ اتفاقی تصادفی نمی تواند موجب آغاز واکنش شکافت شود. ولی مثلا فرض کنید بمب اشتباهی به آب بیفتد و آسیب ببیند. آب دریا به عنوان کند کننده عمل می کند و بمب تفنگی منفجر می شود. ۴- در حالت عادی، کره پلوتونیومی درون سلاح های انفجاری نیست و فقط هنگام مسلح شدن به درون آن فرستاده می شود. بنابراین در صورت هر گونه آتش سوزی یا خطرات احتمالی، انفجار هسته ای روی نمی دهد. در برخی انواع دیگر، فضایی خالی که پلوتونیوم در آنجا فوق بحرانی می شود با کره ای سخت پر شده که در صورت بروز اتفاق، مانع از فشرده شدن پلوتونیوم می شود. به هنگام مسلح شدن بمب، این کره سخت خارج می شود. برگرفته از سایت تبیان اولین لازمه بمب شکافتی این است که ماده شکافت پذیر بتواند واکنش زنجیری شکافت را در خود نگه دارد.به این منظور باید به ازای هر نوترون ورودی که هسته ای را میشکافد بیش از یک نوترون ثانویه تولید شود.مثلا اگر در هر شکافت دو نوترون آزاد شود تعداد نوترونها میتواند به صورت نمایی با ضریب ۲ افزایش یابد و این فرآیند به سرعت تمامی جرم ماده شکافا را فرا خواهد گرفت. اما تنها تعداد محدودی از عناصر جدول تناوبی را میتوان با استفاده از نوترونهای کند(گرمایی) شکافت. این عناصر عبارتند از اورانیوم ۲۳۳(U233) و ۲۳۵(U235) و پلوتونیوم ۲۳۹(Pu239) و یا مخلوطی از این دو ایزوتوپ که به صورت حلقه‌های تو در تو هم مرکز چیده شده باشند که به این ترکیب قلب مرکب گفته میشود. دومین لازمه بمب شکافتی، گرد هم آوری ماده شکافا در حد جرم بحرانی است. حجم این مقدار (جرم بحرانی) از ماده شکافا باید به قدر کافی بزرگ باشد تا احتمال آنکه نوترونی که در شکافت آزاد میشود پیش از شکافتن اتمی دیگری از ماده فعال فرار کند، کم باشد. مقدار ماده ای که عملا برای شروع واکنش لازم است به شکل هندسی و چگالی ماده بستگی دارد. درست در لحظه ای که حد بحرانی حاصل میشود فرآیند انفجار آغاز میشود. بنابراین گردهم آوری جرم بحرانی نباید بیش از لحظه ای باشد که بمب به هدف میرسد. ضروری است که در حین فرآیند گردهم آوری نوترونی حضور نداشته باشد. در غیر این صورت شکافت پیش از موعد آغاز خواهد شد و در نتیجه دما و فشار در داخل حجم گردآوری شده افزایش می یابد و این باعث کندی واکنش و در نهایت تلاشی بمب بدون ایجاد انفجار موثر خواهد بود. درست در لحظه ای که فرآیندگردهم آوری جرم کامل میشود ، باید نوترونهایی فراهم شوند که وقوع انفجار را تضمین کنند. وسیله ای که این نوترونها را فراهم میکنند initiator یا آغازگر نامیده میشود. آغازگر نوعا از دو اتاقک تشکیل شده است که یکی حاوی عنصر پلونیوم(Po) که ذرات آلفا از خود منتشر میکند و دیگری حاوی عنصر بریلیوم(Be) است. دیواره میان این اتاقکها از جنس ماده ای مانند آلومینیوم است که در دمای نسبتا کمی ذوب میشود. طراحی آغازگر به گونه ای است که در لحظه ای که جرم به حد بحرانی میرسد این دیواره ذوب میشود و Po با Be با هم مخلوط میشود. هسته Be ذرات آلفای گسیل شده از Po را جذب و سپس از خودش نوترون گسیل میکند. اما روش انفجار بمب شکافتی گردهم آوری جرم بحرانی برای مدت بسیار کوتاهی است. یکی از روشهای ساده گرد هم آوری جرم بحرانی به کاربردن پرتاب کننده ای است که توده ای از ماده شکافت پذیر با جرم زیر بحرانی را به طرف توده زیر بحرانی دیگری شلیک کند.این روش را گردهم آوری شلیکی می نامند. برای هدف و پرتابه اشکال هندسی مختلفی قابل طراحی است. شکلهایی که در عمل به کار میرود جزو اطلاعات کاملا سری است. اگرچه معلوم شده است در بمبی که در جنگ دوم جهانی در هیروشیما ژاپن منفجر شد، هدف به شکل استوانه ای تو پر و پرتابه به صورت استوانه ای تو خالی بوده است. بزرگی سرعت اولیه باید مرتبه ای از ۱۰e+5 cm/s باشد. روش گردهم آوری شلیکی را نمی توان برای پلوتونیوم به کار برد. فرآیندی که برای پلوتونیوم مورد استفاده است نیاز به وجود مخلوطی از ایزوتوپهای ۲۳۹ و ۲۴۰ این عنصر دارد. پلوتونیوم ۲۴۰ خودبخود، یعنی بدون نیاز به نوترون خارجی شکافته می شود.در چنین حالتی استفاده از گردهم آوری شلیکی مستلزم آن است که سرعت اولیه پرتابه به طور غیر معقولی زیاد باشد تا تضمین شود که موقع سرهم شدن سوخت هنوز تعداد نوترونها قابل توجه نیست. روشی که برای پلوتونیوم به کار میرود، گردهم آوری درون پاشنده نامیده میشود. کره ای از پلوتونیوم زیربحرانی که آغازگر در مرکز آن قرار دارد با دو نوع ماده منفجره مختلف که عدسی های انفجاری نامیده میشوند، احاطه میشودو این عدسی ها وقتی همزمان منفجر میشوند موج ضربه بسیار شدید با فشار یکنواخت(یکنواخت بودن فشار بسیار مهم است) تولید می کند که پلوتونیوم را تا کسری از حجم اولیه اش متراکم میکند و بدین ترتیب جرم آن اَبَر بحرانی میشود. افزایش دمایی که بدین سان حاصل میشود، اجزای آغازگر را درست به موقع ذوب میکند. گردهم آوری درون پاشنده به نسبت گردهم آوری شلیکی موثرتر است و در بسیاری از سلاح های هسته ای جدید از روش گردهم آوری درون پاشنده استفاده میشود. از آنجایی که هر نسل شکافت اتم ها در حدود ۱۰e-8 ثانیه طول میکشد، انرژی بمب شکافتی نوعاً در کمتر از یک میکرو ثانیه آزاد میشود. محصولات انفجار هر یک با سرعت خاص خود به اطراف منتشر میشوند. پرتوهای ایکس و گاما با سرعت نور و موج ضربه ای انفجار با سرعت صوت و …(این اختلاف سرعت نکته کلیدی در تولید بمبهای گداختی است) . در مقایسه ، ماده منفجره TNT برای انفجار تقریبا به ۱۰e-4 ثانیه زمان نیاز دارد. مقایسه انرژی آزاد شده شکافت هسته ای با انرژی آزاد شده در احتراق(مثلا TNT ) نشان می دهد که فرآیند شکافت بسیار پر انرژی تر از فرآیند احتراق است. انرژی که از هر کیلوگرم U235 ویا Pu239 بدست می آید معادل انرژی حاصل از ۱۰e4 تن TNT است. بمب هایی که در هیروشیما و ناکازاکی فرود آمدند به ترتیب حاوی ۹۰ کیلوگرم اورانیوم ۲۳۵ و ۶/۱ کیلوگرم پلوتونیوم ۲۳۹ بودند. بهره دهی معادل TNT برای بمب هیروشیما برابر ۱۳/۵ کیلوتن و برای بمب ناکازاکی معادل ۲۲ کیلوتن بود. میزان بهره دهی بمبهای شکافتی امروزی بین ۱Kt تا ۱۵۰Kt است.
انرژی در بمب شکافتی بر اثر واکنش زنجیره ای شکافت هسته های عناصر شکافا تولید میشود. انرژی بستگی هر نوکلئون(ذره هسته ای) در ماده شکافا بیشتر از انرژی بستگی در مواد حاصل از شکافت است و همین انرژی اضافه است که پس از شکافته شدن هسته آزاد میشود. در فرآیند انفجار ماده شکافا به صورت جرم بحرانی در میآید و پس از انفجار در حالیکه واکنش زنجیره ای ادامه میابد فشار درونی بخش مرکزی بمب انبساط سریعی در ماده شکافت پذیر ایجاد میکند و جرم را از حالت بحرانی خارج میکند و واکنش را متوقف میکند. این محدودیت ها در بمب گداختی وجود ندارد. در بمب گداختی ادغام یا همجوشی هسته های دو ایزوتوپ، مثلا دوتریوم (H2) و تریتیوم (H3) تشکیل یک ایزوتوپ هلیوم(He4 ) را میدهد.(H2+H3—>He4+n1+Energy) انرژی بستگی هر نوکلئون در هسته های سبکی مانند دوتریوم و تریتیوم کمتر از انرژی بستگی هر نوکلئون در فرآورده ی گداخت یعنی هلیوم است. هر چه دوتریوم و تریتیوم بیشتری در دسترس باشد، بمب قدرتمندتر است. از آنجایی که این بمب بر اساس همجوشی هسته های دوتریوم و تریتیوم ایزوتوپهای هیدروژن عمل میکند، بمب را بمب هیدروژنی می نامند. برای اینکه واکنش گداخت صورت گیرد، انرژی جنبشی هسته های شرکت کننده باید به اندازه ای باشد که آنها بتوانند بر دافعه الکترواستاتیکی بین پروتونهای درون دوتریوم و تریتیوم غلبه کنند. همین باعث میشود که نیروهای جاذبه قوی تر ولی کوتاه-برد هسته ای نقش برتر را بر عهده بگیرند. انرژی جنبشی مورد نیاز متناظر با دمای ۱۰e8 کلوین است که به سهولت در انفجار بمب شکافتی قابل حصول است. دمای زیاد اگرچه لازم است، اما کافی نیست. در صورتی که فشار فوق العاده زیادی بر مخلوط دوتریوم-تریتیوم اعمال نشود نتیجه حاصل را که بمب شکافتی تقویت شده می نامند حاصل نخواهد شد. انبساط عامل اصلی در متلاشی شدن مخلوط دوتریوم-تریتیوم است. مشکل ایجاد همزمان دمای زیاد و فشار زیاد؛ مانع عمده ای بر سر راه اختراع بمب گداختی بود. در سال ۱۹۵۱ پس از چند اقدام ناموفق، استنیسلاو آلام ریاضی دان و ادوارد تلر فیزیک دان با همکاری یکدیگر توانستند این معما را حل کنند. در حالی که برخی از جزئیات این مسئله هنوز شدیداً سری باقی مانده است ، خصوصیات کلی بمب هیدروژنی کاملا شناخته شده است.
اجزای سازنده بمب هیدروژنی را میتوان به دو بخش عمده تقسیم کرد: بخش اولیه شکافتی و بخش ثانویه گداختی. بخش اولیه ی شکافتی، چیزی جز یک بمب شکافتی تقویت شده نیست که با فن آوری جدید تقریباً به اندازه یک توپ فوتبال است. انرژی انفجار این بمب شکافتی به دو صورت در می آید: تابش الکترومغناطیسی که عمدتاً به صورت پرتوهای x با سرعت نور در پیشاپیش موج انفجار انتشار می یابد و امواج حرارتی که با سرعت صوت منتشر می شود. در زمانی که گوی آتشین درست در آستانه انبساط است و موج انفجار هنوز به حرکت درنیامده است، پرتوهای x ناشی از پوسته اورانیوم بیرونی (U238) در اسفنج پلاستیکی صلب و چگالی که بخش ثانویه را محاصره میکند پراکنده میشود.این پرتوهای x حامل تقریباً ۳ درصد انرژی کل بمب شکافتی (که برای بمب اولیه ۴۰ کیلوتنی معادل بیش از انرژی انفجار ۱ کیلوتن TNT میشود) است.این سیل انرژی پرتوی X اسفنج پلاستیکی را آناً تبخیر میکند و آن را به پلاسمای بسیار داغ و پرفشاری تبدیل میکند . بر اثر این فشار یکنواخت و زیاد، بخش ثانویه به کسری از حجم ابتدای اش متراکم میشود. بخش ثانویه استوانه ای شکل از اجزا زیر تشکیل میشود: پوسته بیرونی از جنس U238 که در ابتدای یورش بی امان پرتوهای X ناشی از بمب اولیه را به پلاستیک اطراف برمیگرداند. لایه بعدی از لیتوم – دوتریوم (۶Li2H) تشکیل میشود. درست در مرکز بمب ثانویه استوانه ای از جنس Pu239 قرار دارد که گاهی آنرا شمع می‌گویند. براساس فشار فوق‌العاده زیاد پلاسمای بسیار داغ استوانه‌ی Pu239 دستخوش شکافت می شود. برخی از نوترونهای حاصل، یونهای لیتیوم را به دوتریوم تبدیل میکنند که آن هم به علت فشار و دمای زیاد با یونهای دوتریوم ادغام میشود. نوترونهایی که به این ترتیب آزاد میشوند به کمک یونهای لیتیوم، تریتیوم بیشتری تولید میکنند و بر واکنش گداخت می افزایند. در این دماها رگبار نوترون‌های آزاد شده برای شکافت U238 معمولی از انرژی کافی برخوردار است، در حالی که نوترونهای حاصل از بمب شکافتی معمولی قادر به شکافت اورانیوم ۲۳۸ معمولی نیست. در واقع نیمی از انرژی کل و بیشتر فروریزه های پرتوزای بمب گداختی از شکافت پوسته U238 حاصل میشود و به همین دلیل است که بعضا آنرا بمب شکافتی-گداختی-شکافتی مینامند. تمامی این فرآیندهای بمب ثانویه در مدت زمانی کمتر از زمان لازم برای رسیدن موج انفجار از بمب اولیه به بخش ثانویه رخ میدهد.
همگان آغاز عصر اتم را با انفجار بمب اتمی در هیروشیما در ۶ اگوست ۱۹۴۵ می شناسند. در حالیکه اولین انفجار هسته ای در ساعت ۵ و ۲۹ دقیقه صبح ۱۶جولای ۱۹۴۵ در ناحیه ای موسوم به Trinity در ایالت نیومکزیکو روی داده است. این انفجار که با قدرت ۲۱ کیلوتن تی ان تی، ۵۰ درصد از انفجار هیروشیما قدرتمندتر بود، در یک شکل هندسی مناسب با استفاده از پلوتونیوم صورت گرفت. طراحی این بمب بر عهده فیزیکدان معروف جی آر اوپنهایمر به همراه تیمی از دانشمندان برجسته فیزیک بود. به فاصله کوتاهی از این انفجار، در ۶ اگوست ۱۹۴۵، بمب افکن اسکادران ۵۰۹ نیروی هوایی آمریکا موسوم به Enula Gay(که اکنون در موزه ای در واشنگتن نگهداری میشود)، از پایگاهی در جنوب اقیانوس آرام به پرواز در آمد و در ساعت ۸:۱۵ دقیقه به وقت محلی، بمب موسوم به پسر کوچک را بر شهر هیروشیما منفجر ساخت. این بمب که با استفاده از اورنیوم عمل میکرد از طراحی مناسبی برخوردار نبود و در حقیقت فرماندهان عملیات از عملکرد صحیح آن مطمئن نبودند. شدت انفجار علیرغم استفاده از ۹۰ کیلوگرم اورانیوم غنی شده ۵۰-۹۰ درصد کمتر از ۱۵ کیلوتن بود. ولی همین انفجار به ظاهر کوچک در عالم بمبهای اتمی کافی بود تا دهها هزار نفر جان خود را از دست بدهند و اثرات گوناگون آن تا به امروز باقی مانده است. سه روز بعد شهر ناکازاکی در ساعت ۱۱:۰۲ به وقت محلی شاهد انفجار بمب پلوتونیومی بود که انرژی معادل با ۲۱کیلوتن تی ان تی را بر فراز آن شهر آزاد کرد و بدین ترتیب جنگ دوم جهانی پایان یافت. بعد از پایان جنگ امریکایی ها به آزمایشات اتمی خود ادامه دادند. هیچکس در امریکا فکر نمیکرد که کشور دیگری در دنیا بتواند پیش از سال ۱۹۵۵ به فنآوری لازم برای تولید بمب هسته ای دست پیدا کند.اما کلاوس فیوکس ، فیزیکدانی آلمانی که در آزمایشگاه های سری لوس آلاموس کار میکرد، جزئیات کامل طراحی بمب ترینیتی را در اختیار جاسوسان روسی قرار داد و به این ترتیب در ۲۹ آگوست ۱۹۴۹ شوروی اولین آزمایش اتمی خود را انجام داد و غرب را در وحشت فرو برد. این انفجار در حقیقت آغاز جنگ سرد بود… نخستین آزمایش بمب گداختی یا به عبارت دیگر گرما-هسته ای(termo nuclear) با اسم رمز مایک در نوامبر سال ۱۹۵۲ در جزیره کوچکی به نام الوگالب در مجاورت انی وتاک در جزایر مارشال انجام شد.وزن تجیهزات به کار رفته در این انفجار شامل دستگاه های تبرید به بیش از ۶۵ تن میرسید. از آنجایی که در این سیستم مستقیما از ایزوتوپهای دوتریوم و تریتیوم مایع استفاده میشد، به آن لقب بمب خیس(wet bomb) داده بودند .پیش بینی میشد که قدرت این انفجار معاد یک یا دو مگاتن تی ان تی باشد. اما برخلاف انتظار شدت انفجار معاد ۱۰٫۴ مگاتن تی ان تی بود. نتایج انفجار بسیار هراسناک بود. قطر گوی آتشین حاصل از این انفجار به ۵ کیلومتر رسید. جزیره الوگالب تقریبا تبخیر شد و حفره ای به عمق ۸۰۰ متر و شعاع دهانه ۳ کیلومتر برجای ماند.فیلم این آزمایش را از اینجا دریافت کنید جزیره الوگالب پیش و پس از انفجار Ivy Mike
قدرتمندترین انفجار هسته ای
حد فاصل سالهای ۱۹۵۹ تا ۱۹۶۱ سالهای آرامی در آزمایشات هسته ای بود. در این سالها دو قدرت هسته ای از انجام آزمایشات هسته ای خودداری میکردند. اما به طور پنهان، در شوروی، پرقدرت ترین سلاح هسته ای جهان طراحی شد. بمب تزار با اسم رمز ایوان در مدت ۱۴ هفته توسط تیمی از فیزیکدانان تحت رهبری Julii Borisovich Khariton و با مشارکت افرادی چون آندره ساخارف معروف طراحی شد. این طراحی برای انفجاری به شدت ۱۰۰ مگاتن تی ان تی در نظر گرفته شده بود. حال آنکه قدرت مدل ساخته شده برای کاهش اثرات آن به نصف کاهش یافته بود. درساعت ۱۱:۳۲ روز ۳۰ اکتبر ۱۹۶۱، جزیره Novaya Zemlya در دریای Arctic ، تبدیل به جهنم شد! نیروی هوایی روسیه برای انتقال و پرتاب این بمب از بزرگترین بمب افکن آن زمان خود Tu-95 استفاده کرد. وزن بمب تزار بیش از ۲۷ تن بود و بمب افکن توانایی حمل این بار را نداشت. به همین دلیل برخی از درهای داخلی هواپیما را باز کردند تا هواپیما بتواند پرواز کند. با آنکه بمب قرار بود از ارتفاع ۱۱ هزارمتری رها شود و در ارتفاع ۴۰۰۰ متری منفجر شود، هواپیما قادر به فرار از گوی داغ حاصل از انفجار نبود. به همین دلیل بمب را با یک چتر ۸۰۰ کیلوگرمی رها کردند تا زمان بیشتری به بمب افکن برای فرار از مهلکه بدهند. علیرغم این خلبان Durnotsev میدانست که احتمال دارد، ماموریت او بدون بازگشت باشد. بمب در ساعت ۱۱:۳۲ منفجر شد. پیامدهای این انفجار چنان ترسناک بود که بعد از آن ایگور کورچاتف، پیشگام تحقیقات هسته ای شوروی را وادار به کناره گیری از ادامه پژوهش درباره سلاحهای هسته ای کرد. در اثر انفجار گوی داغ بسیار بزرگی تشکیل شد که شاهدان از فاصله ۱۰۰۰ کیلومتری به وضوح مشاهده کردند.ارتفاع ابر قارچی شکل ناشی از انفجار به ۶۴ کیلومتر رسید و موجودات زنده در فاصله ۱۰۰ کیلومتری محل انفجار دچار سوختگی نوع سوم شدند. انفجار و صدای آن در فنلاند شنیده شد و حتی باعث شکستن شیشه ها منازل شد و ارتعاش و لزرش انفجار ۳ بار دور کره زمین را طی کرد. میزان انرژی آزاد شده معادل ۲٫۱x10e17 ژول بود که معادل ۱ درصد انرژی است که خورشید در زمان معادل یعنی ۳٫۹x10e-8 ثانیه تولید میکند.اطلاعات و تصاویر هراس انگیز مربوط به این آزمایش اخیرا منتشر شده است