อาวุธนิวเคลียร์ เป็นอาวุธที่ใช้พลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน มีอำนาจในการทำลายสูง ระเบิดนิวเคลียร์หนึ่งลูก สามารถทำลายได้ทั้งเมือง อาวุธนิวเคลียร์มีการนำมาใช้จริงตอนปลายสงครามโลกครั้งที่สอง โดยสหรัฐอเมริกา นำระเบิดนิวคลียร์ 2 ลูก ไปทิ้งที่เมืองฮิโรชิมา และนางาซากิของญี่ปุ่น หลังจากนั้นได้มีการทำการทดลองอีกหลายร้อยครั้ง ประเทศที่แจ้งว่ามีอาวุธนิวเคลียร์แล้ว ได้แก่ สหรัฐอเมริกา รัสเซีย อังกฤษ ฝรั่งเศส สาธารณรัฐประชาชนจีน อินเดีย และปากีสถาน เชื่อกันว่า อิสราเอล ก็มีการครอบครองอาวุธนิวเคลียร์อยู่ โดยไม่เปิดเผย เกาหลีเหนือเคยยอมรับ กับนักการทูตอเมริกันว่า ได้ครอบครองอาวุธนิวเคลียร์ ยูเครนอาจจะมีอาวุธนิวเคลียร์ อยู่ใครอบครองเช่นกัน ส่วนอิหร่านกำลังถูกสงสัยว่า มีการพัฒนาสมรรถนะในการผลิต หัวรบนิวเคลียร์ขึ้นมาเอง
ชนิดของอาวุธนิวเคลียร์
ระเบิดแบบฟิชชัน
ระเบิดนิวเคลียร์แบบฟิชชัน ได้รับพลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน เมื่อนิวเคลียสของธาตุหนัก เช่น ยูเรเนียม หรือ พลูโตเนียม แตกออกเป็นธาตุที่เล็กลง จากการยิงด้วยนิวตรอน ซึ่งจะให้นิวตรอนออกมาเพิ่มขึ้นด้วย ซึ่งจะไปทำให้เกิด ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน ต่อไปเป็นลูกโซ่ ตามประวัติศาสตร์ การเรียกชื่อ ระเบิดอะตอม หรือ A-bomb ชื่อนี้อาจจะไม่ถูกต้องนัก เนื่องจากพลังงานที่ให้ออกมา จากแรงยึดเหนี่ยวของอะตอม เป็นปฏิกิริยาเคมี ส่วนปฏิกิริยานิวเคลียร์ ให้ออกมาจากแรงยึดเหนี่ยว ของนิวเคลียส ภายในอะตอม แต่เพื่อไม่ให้เกิดความสับสน จึงยังคงใช้คำว่า ระเบิดอะตอม และยอมรับกันว่า หมายถึงอาวุธนิวเคลียร์ และส่วนใหญ่ มักจะหมายถึง อาวุธจากปฏิกิริยาฟิชชันอย่างเดียว
ยูเรเนียม-235 1 อะตอม ให้พลังงานประมาณ 200 ล้านอิเล็กตรอนโวลต์
ยูเรเนียม-235 1 ปอนด์ (0.45 กิโลกรัม) ให้พลังงานมากกว่า 36 ล้านล้านวัตต์
ระเบิดโคบอลต์ (Cobalt bombs)
ระเบิดโคบอลต์จะบรรจุโคบอลต์ไว้ที่ส่วนเปลือกด้านนอก เมื่อเกิดการะเบิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน นิวตรอนจะทำให้โคบอลต์ธรรมดา กลายเป็นโคบอลต์-60 ซึ่งเป็นไอโซโทปรังสีที่ให้รังสีแกมมา โดยมีครึ่งชีวิต 5 ปี โดยทั่วไปอาวุธชนิดนี้จะบรรจุด้วยเกลือของธาตุได้หลายชนิด โดยไม่จำเป็นต้องเป็นโคบอลต์ เมื่อระเบิดแล้ว จะทำให้เกิด fallout ตามชนิดไอโซโทปของธาตุที่บรรจุอยู่ ทองจะทำให้เกิด fallout ที่มีอายุสั้นเพียงไม่กี่วัน แทนทาลัมและสังกะสี ทำให้เกิด fallout ที่มีอายุยาวปานกลางในช่วงเป็นเดือน ส่วนโคบอลต์จะทำให้เกิด fallout ที่มีการปนเปื้อนรังสียาวนานเป็นปี จุดประสงค์ของการใช้อาวุธชนิดนี้ คือการทำให้เกิด fallout ของสารกัมมันตรังสี จนทำให้ใช้เป็นที่อยู่อาศัยไม่ได้เป็นบริเวณกว้าง ปัจจุบันยังไม่มีการสร้างหรือการทดลองอาวุธชนิดนี้
ระเบิดนิวตรอน (Neutron bombs)
อาวุธแบบเทอร์โมนิวเคลียร์อีกแบบหนึ่งที่ให้รังสีปริมาณมากออกมา เรียกว่า ระเบิดชนิดรังสีสูง (enhanced radiation) คือ ระเบิดนิวตรอน ซึ่งเป็นระเบิดเทอร์โมนิวเคลียร์ขนาดเล็ก เมื่อเกิดการระเบิดจากปฏิกิริยาฟิวชัน จะให้นิวตรอนออกมา โดยตัวระเบิด ได้รับการออกแบบมา ไม่ให้ถูกดูดกลืนนิวตรอน จากวัสดุภายในของระเบิดเอง โดยการหุ้มด้วยโลหะโครเมียม หรือนิกเกิล ทำให้รังสีนิวตรอน ถูกปล่อยออกมาภายนอกได้ง่าย ระเบิดแบบนี้จะทำให้เกิดความร้อนและคลื่นกระแทก น้อยกว่าระเบิดเทอร์โมนิวเคลียร์แบบปกติ แต่รังสีนิวตรอนพลังงานสูงที่มีความเข้มมากนี้ มีอำนาจทะลุทะลวงผ่านวัตถุได้มากกว่ารังสีแกมมา จึงเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตมากกว่า อาวุธชนิดนี้จึงมีจุดประสงค์ในการทำลายชีวิตผู้คน โดยยังคงรักษาสิ่งก่อสร้างเอาไว้ โดยมีบางส่วนเท่านั้น ที่ถูกทำลายจากแรงกระแทก และความร้อนจากการระเบิด รังสีนิวตรอนที่เกิดขึ้นจะมีปริมาณสูง ในช่วงที่มีการระเบิดเท่านั้น โดยไม่มีรังสีตกค้างปริมาณมาก ดังเช่นในกรณีของการะเบิดแบบ fallout
ผลของระเบิดนิวเคลียร์ (Effects of a nuclear explosion)
พลังงานที่ให้ออกมาจากอาวุธนิวเคลียร์ แบ่งออกเป็น 4 ประเภทหลักๆ ได้แก่
แรงของคลื่นกระแทกจากการระเบิด (Blast) — 40 - 60% ของพลังงานทั้งหมด
รังสีความร้อน (Thermal radiation) — 30-50% ของพลังงานทั้งหมด
รังสีแบบไอออไนซ์ — 5% ของพลังงานทั้งหมด
รังสีตกค้างจาก fallout — 5 - 10% ของพลังงานทั้งหมด
ปริมาณรังสีแต่ละประเภทอาจจะมากหรือน้อยขึ้นกับลักษณะการออกแบบ และสิ่งแวดล้อมที่เกิดการระเบิด รังสีตกค้างจาก fallout เป็นพลังงานที่ให้ออกมาในภายหลัง ขณะที่พลังงานอีก 3 ประเภทให้ออกมาในทันทีที่เกิดการระเบิด ผลของการระเบิดจากอาวุธนิวเคลียร์ คือแรงของคลื่นกระแทกและรังสีความร้อน เช่นเดียวกับระเบิดแบบธรรมดา สิ่งที่แตกต่างกัน คือ อาวุธนิวเคลียร์ปลดปล่อยพลังงานออกมามากกว่า ความเสียหายที่เกิดขึ้น ส่วนใหญ่ไม่ได้แปรผันโดยตรง กับพลังงานที่ปลดปล่อยออกมาอย่างเดียว แต่ขึ้นกับตำแหน่งที่เกิดการระเบิดด้วย
ความเสียหายที่เกิดขึ้นจากการระเบิด เนื่องจากการปลดปล่อยพลังงานออกมา ทำให้เกิดผลกระทบ 3 แบบ ผลของรังสีความร้อนที่ให้ออกมาต่อระยะทาง จะเป็นส่วนที่ออกมาช้าที่สุด โดยอาวุธที่มีขนาดใหญ่จะทำให้เกิดความร้อนมากกว่า ผลของรังสีที่ทำให้เกิดการไอออไนซ์ จะถูกดูดกลืนเมื่อผ่านอากาศ จึงมีผลในระยะใกล้ ส่วนผลของแรงเนื่องจากคลื่นกระแทก (blast) จะลดความแรงลงตามระยะทาง เร็วกว่ารังสีความร้อน แต่ช้ากว่ารังสีที่ทำให้เกิดการไอออไนซ์
เมื่ออาวุธนิวเคลียร์เกิดการระเบิด วัตถุระเบิดจะถึงอุณหภูมิสูงสุดในเวลาประมาณ 1 มิลลิวินาที ที่จุดนี้ 75% ของพลังงานที่ปลดปล่อยออกมา จะเป็นรังสีความร้อน และรังสีเอกซ์ (soft X-rays) พลังงานส่วนหนึ่งจะเป็นพลังงานจลน์ ที่ส่งให้ส่วนประกอบของระเบิดกระจายออกอย่างรวดเร็ว ปฏิกิริยาระหว่างรังสีเอกซ์และส่วนประกอบของระเบิด กับสิ่งแวดล้อมจะแสดงถึงพลังงานของการระเบิดในรูปของแรงกระแทกกับแสงสว่างที่เกิดขึ้น โดยทั่วไปถ้าวัสดุห่อหุ้มระเบิดมีความหนาแน่นสูงขึ้น จะทำให้เกิดคลื่นช็อค (shockwave) ได้มากขึ้น
ถ้าเกิดการระเบิดที่ระดับสูง ซึ่งอากาศมีความหนาแน่นต่ำ X-rays จะไปได้ไกลก่อนจะถูกดูดกลืน ทำให้พลังงานมีความหนาแน่นน้อยกว่า จึงมีแรงกระแทกน้อยกว่า พลังงานจึงกระจายออกไปในรูปของคลื่นความร้อนมากกว่า
ระเบิดที่ฮิโรชิมามีแรงระเบิด เทียบเท่ากับ TNT 12,000 ตัน ทำลายสิ่งก่อสร้างและชีวิตของประชาชนกว่า 100,000 คน
ระเบิดที่ฮิโรชิมามีแรงระเบิด เทียบเท่ากับ TNT 12,000 ตัน ทำลายสิ่งก่อสร้างและชีวิตของประชาชนกว่า 100,000 คน