Bir atom bombasında ana tema fizyon reaksiyonunun çok kısa bir sürede gerçekleştirilmesidir. Atom bombasında biri doğal diğeri yapay olmak üzere iki tür malzeme kullanılır. Bunlardan doğal olanı uranyum (235U), yapay olanı ise plutonyumdur (239Pu).

Atom bombasının yapımında en önemli problemlerden biri kullanılacak olan bu malzemelerin eldesidir. 235U tabiatta 238U ile birlikte çok az miktarda bulunur. Bombada kullanılacak olan 235U’in çok saf olması gerekir, bu yüzden 238U’dan ayrılmalıdır. 239Pu ise tabiatta bulunmaz, nükleer reaktörlerde 238U’dan elde edilir.

Fizyonun başlamasını sağlayacak ilk nötronlar Ra–Be gibi bir nötron kaynağından elde edilir. Fizyon olayında bir atomun parçalanmasından 2 ya da 3 tane nötron açığa çıkar. Eğer, ortam şartları elverişli ise parçalanma sonucu oluşan nötronların da, başka atomları parçalamaları ile fizyon reaksiyonu zincirleme olarak devam eder. Zincir reaksiyonunun kendiliğinden ilerlemesi için gerekli şart ise açığa çıkan nötronların kaybolmadan yeni parçalanmaları sağlamasıdır. Nötronların kaybolması; ya ortamda bulunan safsızlıklar (238U gibi) tarafından soğurulması ile ya da çeşitli çarpışmalar sonucunda nükleer patlayıcı içinden çıkıp gitmesi ile olur. Dolayısıyla ,atom bombası yapımında dikkat edilmesi gereken en önemli noktalardan bir diğeri nötron kayıplarını en aza indirmektir.

Bir nötronun bir atom çekirdeğine çarpması her zaman fizyon ile sonuçlanmaz. Bazen çekirdek nötronu yuttuğu halde bölünmeyebilir. Bazen ise nötron çekirdek tarafından yansıtılabilir. Bu çarpışmalar sonucunda ortamda dolaşan nötron bir miktar enerjisini kaybederek yavaşlar ve fizyon yapma gücü artar. Önemli olan bu nötronun nükleer patlayıcı içinden kaçmadan fizyon yapıncaya kadar dolaşmasıdır. Bunun için ise kullanılan patlayıcı maddenin bu dolaşmaya elverişli büyüklükte olması gerekir. İçerisinde başlatılan fizyon reaksiyonun kendi kendine sürebileceği minimum nükleer patlayıcı kütlesine kritik kütle denir.

Netice itibariyle, atom bombası merkezde uranyum veya plutonyumdan oluşan bir öze sahiptir. Nükleer patlamanın olabilmesi için ise bu özün kritik kütleden büyük olması gerekir. Ancak, kritik kütlenin üzerindeki maddenin kendiliğinden patlama ihtimali vardır. Bu yüzden patlayıcı madde özü, bombaya çeşitli parçalar halinde yerleştirilir. Bomba ateşleneceği zaman bu parçalar bir araya gelip bir küre oluşturmalıdır. Bu parçaların küre şeklinde birleşmelerini sağlamak için ise trinitrotoluen (TNT, dinamit) kullanılır. Önce TNT patlatılır. Bu patlama sonucunda nükleer kütle bir araya gelir ve asıl patlama gerçekleşir.

Atom bombası ile ilgili ilk çalışmalar Robert J. Oppenheimer öncülüğünde 1942 yılının sonlarında başlamıştır. New Mexico eyaletinin Los Alamos adlı bölgesinde bir “beyin takımı” ile başlayan çalışmalar yaklaşık 3 yıl sonra ürününü verdi. Atom bombasının ilk denemesi 16 Temmuz 1945 günü Meksika sınırına yakın bir çölde (Alamogordo) gerçekleştirildi. Patlamanın şiddeti beklenenden çok fazla olmuştu. Yaklaşık 20.000 ton TNT’nin patlamasına eşit bir etki görüldü. Elde edilen bu başarı üzerine atom bombasının Japonya’nın iki önemli şehrinde kullanılması kararlaştırıldı.

6 Ağustos 1945 sabahı ilk atom bombası “Enola Gay” isimli bir bombardıman uçağı ile Hiroşima’ya atıldı. Saniyenin onbinde biri kadar kısa bir sürede gerçekleşen patlamanın ilk etkisi gözleri kör eden bir ışıktı. Ardından gelen 300.000 °C’lik ısı etkisi ise yaklaşık 3 km çapındaki her şeyin yanmasını sağladı. Daha sonra ise patlamanın etkisiyle başlayan ve saatte 1800 km ile esen alev rüzgarı çevredeki her yükseltiyi dümdüz etti. Ama asıl kalıcı etkiyi patlamadan bir kaç dakika sonra başlayan bir yağmur gerçekleştirdi. Yağmur ile tüm radyoaktif serpinti bölgeye inmiş oldu. Saniyelerle ölçülebilecek bir zaman dilimi içerisinde Hiroşimayı yok eden bu korkunç bombanın bilançosu yaklaşık 80.000 ölü ve 100.000 yaralı olarak belirlenmiştir.

9 Ağustos 1945 günü ise ikinci atom bombası Nagazakiye atıldı. Bu şehirdeki insanların daha önceden uyarılması buradaki ölümlerin daha az olmasını sağladı. Ancak, her iki şehirde de radyasyondan kaynaklanan ölümler 15 Ağustos 1945’ten sonra görülmeye başlandı. Gönüllü olarak kurtarma çalışmalarına katılan veya akraba ve dostlarını harabeler içinde arayan bir çok insan farkında olmadan yüksek miktarda radyasyon almışlardı. Radyasyondan kaynaklanan ölümler, bombanın patladığı anda meydana gelen şok, ısı ve yıkım etkisiyle gerçekleşen ölümlerden kat kat fazla olmuştur. Bu sonuç; atom bombasının insanlık için ne denli tehlikeli bir silah olduğunu ortaya koymuştur.

II.Dünya Savaşında ön plana çıkan diğer bir malzeme de benzindir. Savaş süresince Amerikan petrol endüstrisi rezervlerindeki tüm benzini kullanmışlardır. Aynı zamanda Almanya ve Japonya karşıtları 1940'da katalitik reformlama yöntemini geliştirerek yüksek oktanlı benzin elde etmişler aynı yöntemle TNT yapımında kullanılan tolueni üretmişlerdir.

1900'lü yıllarda bilim dünyası atomu incelemeye almıştır. Einstein'ın ünlü kütle-enerji eşitliği (E=mc²) maddenin yüksek enerjiye sahip olduğunu belirtir. Bunu kendilerine ışık olarak alan bilimciler 1939'da uranyum atomlarını bölmeyi becermiş, bir kısım bilim adamı ise zincirleme bağlama reaksiyonlarını gerçekleştirmeye çalışmışlardır. 1942'de Fermi ve arkadaşları zincir reaksiyonunu gerçekleştirmeyi başarmıştır. Bu başarı atom bombasını mümkün kılmıştır ve Manhattan Projesi yürütülmeye başlamıştır.

Atom bombası için yeterli derecede hızlı fizyona uğrayan sadece belirli izotoplar vardır. Uranyum-235 (uranyumun sadece %0.7 kadarı U-235'dir) ve plütonyum iki muhtemel izotoplar olmuşlardır. Bununla beraber her iki element de çok nadir bulunabilir ve çok az sayıda laboratuarda üretilebilmektedir. Örneğin 1942'de sadece 1mg Plütonyum bulunmaktadır.

1942'nin sonlarına doğru general Leslie R.Groves , Du Pont firmasına plütonyum üretim fabrikası kurarak işletmelerini ister. Firma , bu teklifi kabul eder fakat asıl senaryoyu bilmemektedir. Sonraki üç yıl boyunca kimya mühendisleri bu fabrikayı kurmak , işletmek ve kontrolünü sağlamak için çalışmışlardır. II.Dünya Savaşı boyunca Amerika kendi mühendislerini birçok alanda çalıştırmış ve yeni işletmeler yaptırmıştır. Ordu , atom bombası fikrini teoriye döken fizikçiler ve üç sene boyunca tesis kurmaya çalışan DuPont firmasıyla bu proje üzerinde çok çalışmıştır. Hiç denenmemesi gereken bir tasarı için bu kadar zaman , para ve emek harcamak Amerika için zor olmamıştır. II.Dünya Savaşının sonuna doğru savaş Amerika'nın lehine dönmektedir fakat Japonlar teslim olmayı kesinlikle düşünmemektedir. Dolayısıyla Japonya'nın işgali , yüksek can kaybı olmasına rağmen Amerika açısından gerekli görülmüştür. Bu koşullarda Amerika , atom bombasını , savaşı sona erdirebilecek bir etken olarak görür. Amerikan yönetiminde Japonların tek bir bombayla yıldırılamayacağı düşüncesi hakimdir. Bu nedenle çok kısa aralıklarla iki hatta daha çok bomba kullanılması düşünülmüştür. 6 Ağustos 1945 sabahı 8:15'de Japonya'nın en güçlü askeri merkezlerinden olan Hiroşima'ya "küçük çocuk"adı verilmiş uranyum bombası atılır. Hiroşima bir anda kül yığını haline gelir. 3 gün sonra 9 Ağustos 1945'de Nagazaki'ye "şişman adam" adı verilmiş plütonyum bombası atılır ve Nagazaki yok edilir . İnsanlık tarihinin en kanlı ve yıkıcı çekişmesi olan II.Dünya Savaşı 14 Ağustos 1945'de sona erer.

Savaşı , zaferle noktalayan Amerika ve müttefikleri çok coşkuludurlar müttefik İngiltere'nin başbakanı Winston Churchill şöyle der :"Tanrının da yardımıyla İngiliz ve Amerikan bilimi , Almanların tüm çabalarını geride bıraktı. Almanların atom gücünü ellerinde bulundurmaları savaşın sonucunu değiştirebilirdi. Bu yarış bizi oldukça kaygılandırdı." Amerika başkanı ise şöyle der :" Yapılan şey , tarihte görülen en iyi organize olmuş bilimin sonucudur. Bu sonuca büyük bir baskı altında ulaşıldı ve hataya izin verilmedi. Bu en büyük bilimsel kumar için 2 milyar dolar harcandı ve kazandık."

Atom çağı bir kere başladıktan sonra durdurulamaz. Atom bombasının insanlar üzerindeki korkunç etkisi göz ardı edilerek , kısa bir süre sonra yeni ve daha güçlü bir silah için çalışmalara başlanmıştır, hidrojen bombası.

Amerika Birleşik Devletleri II.Dünya Savaşından sonra eğitime özellikle temel bilimlere olan katkısını arttırmıştır. Çünkü geleceğinin insanların beyninde saklı olduğunun çoktan farkına varmıştır.

Avrupa ise II.Dünya savaşının yorgunluğundan bir süre daha kurtulamamıştır. Almanya , Nazi yönetimi yüzünden birçok değerli profesörlerini ve bilim adamlarını kaybetmiştir. Olayın Almanya için en kötü olan tarafı , kaçan bilim adamlarının çoğunun onlara daha çok fırsat ve düşünce özgürlüğü veren Amerika ve İngiltere'ye gitmesidir. Aynı şekilde , nükleer kimyada ve uzay bilimlerinde dönemin doruklarında olan Sovyet Rusya'da bulunan bilim adamları da Stalin'den kaçarak Amerika ve İngiltere'ye sığınmışlardır. Bu durum Amerika'yı daha da güçlendirmiş bilimde öne geçmelerine neden olmuştur. Bilimsel buluşların artarak insanların kullanımına sunulmasıyla Amerika'da ekonomi canlanmış , istihdam oranı artmıştır.

Bu silahların belirtilmesi gereken başlıca farklılıkları şunlardır;

1. Hidrojen silahları istenilen kudrette yapılabildiği halde atom silahları için sınırlı kudret söz konusudur.

2. İki silahın etki alanları değişiktir. Aynı ağırlıkta olan iki silahtan; hidrojen silahlarının etki alanı yarıçapı atom silahlarının 2,5 katıdır.

Nükleer silahlarla klasik silahların karşılaştırılması ise bize şu sonuçları vermektedir.

1. Klasik silahlar bir amaç (Yan etkileri hariç) için kullanıldıkları halde, nükleer silahlar aynı anda bir çok etkiyi birden yapabilmektedirler.

2. Klasik silahlarda etki alanı olarak sokak ya da binalar kabul edildiği halde, atom bombalarının en küçüğünün (Nominal bomba=20 KT.'luk) etki alanını kilometrelerle ifade etmek gerekmektedir.

3. Klasik silahlarda en ağır etkili bir tahrip bombasının etki süresi saniyenin 1/100'ü olduğu halde nominal atom bombasındaki basınç etki süresi 7/10 saniye; nominal bombanın 500 katı olan 10 M.T'luk hidrojen bombasında 5 saniyedir.

4. Klasik silahlardan hiç birisinde yokken, nükleer silahların infilakı halinde diğer etkilerle birlikte radyolojik etkileri de ölüm ve hastalık saçar. Ayrıca silahın yerde veya yere yakın infilakında radyoaktif serpinti tehlikesi doğar.