小男孩原子彈

小男孩（ Little Boy）是第二次世界大戰時美國在日本廣島市投擲的首枚原子彈的代號。於1945年8月6日由保羅·提貝茲駕駛的B-29超級空中堡壘轟炸機“艾諾拉·蓋”在廣島相生橋上空31,000英尺（9,400米）投下，日本標準時間早上8時15分在1,800英尺（550米）高度爆炸。

“小男孩”是人類歷史上首次對人類使用的核武器，另一枚對人類使用的核武為投擲在長崎的鈈原子彈胖子。小男孩長10英尺（3米），寬28英寸（71厘米），重8,900磅（4,000千克）。使用“槍式”設計，將一塊低於臨界質量的鈾-235以炸藥射向三個同樣處於低臨界的環形鈾-235，造成整塊超臨界質量的鈾，引發核子連鎖反應。小男孩裝有60千克的鈾-235，當中只有約一千克在爆炸中進行了核裂變，釋放的能量約等於13,000公噸的 TNT烈性炸藥，即大概為5.5×10焦耳。約七萬人直接死於小男孩的原爆，大約同等數量的人受傷。隨後再有大量的人死於核子塵埃放射引起的癌症。懷孕的母親亦因為放射而出現流產，部分初生嬰兒發育畸形。

據統計，直到1999年，死於小男孩原子彈的直接襲擊及核輻射傷害的人數總計已超過20萬。

徠由於時間緊絀而未能提煉足夠濃縮鈾製作試驗彈的情況下，小男孩這種設計的核武器在使用前並未進行過實際試驗。美國於1945年7月16日在新墨西哥沙漠試爆的第一枚原子彈是以鈈為原料。當時美國的濃縮鈾只足以製造一枚鈾核彈。

二戰末期，美國的濃縮鈾只足以製造一枚鈾核彈，而且已有使用受控制的鈾核反應堆的經驗，對這種鈾-235的核反應已有相當認識。因此認為可以毋需浪費珍貴的鈾進行實彈試驗。

原子彈“小男孩”

小男孩裝有64kg的鈾-235，但當中只有不到1kg在爆炸中進行了核裂變，釋放的能量約相等於15kt TNT炸藥爆炸所釋放出的能量，即約63TJ（1TJ = 10J）。

原子彈主要由引爆控制系統、高能炸藥、反射層、由核裝料組成的核部件、中子源和彈殼等部件組成。引爆控制系統用來起爆高能炸藥；高能炸藥是推動、壓縮反射層和核部件的能源；反射層由鈹或鈾-238構成。鈾-238不僅能反射中子，而且密度較大，可以減緩核裝料在釋放能量過程中的膨脹，使鏈式反應維持較長的時間，從而能提高原子彈的爆炸威力。核裝料主要是鈾-235或鈈-239。

‘小男孩’

各國情況：為了觸發鏈式反應，必須有中子源提供“點火”中子。核爆炸裝置的中子源可採用：氘氚反應源、釙-210-鈹源、和鐦-252自發裂變源等。原子彈爆炸產生的高溫高壓以及各種核反應產生的中子、γ射線和裂變碎片，最終形成衝擊波、光輻射、早期核輻射、放射性沾染和電磁脈衝等殺傷破壞因素。1945年美國造出了3顆原子彈，一顆用於試驗，兩顆投在日本。

小男孩採用的引爆設計因為存在頗大的危險性，所以之後只在試驗武器上出現，而再沒有在其他武器上使用。如果運載小男孩的飛機墜毀，彈內的的鈾塊可能被撞擊會擠在一起，到達臨界質量后或會釋放大量輻射，甚至可能全面爆炸。如果飛機掉進水中，炸彈入水后亦很可能會起爆。

原子彈的威力通常為幾百至幾萬噸級TNT當量，有巨大的殺傷破壞力。它可由不同的運載工具攜載而成為核導彈、核航空炸彈、核地雷或核炮彈等，或用作氫彈的起爆裝置（又稱“扳機”，為點燃輕核引起熱核聚變反應提供必需的能量）。

“小男孩”包含64kg的鈾，但只有不超過1kg的鈾參與了核裂變，其中只有0.6g的物質真正地轉化成能量，釋放的能量相當於約15kt TNT炸藥，即63TJ。

1945年8月6日早晨，日本本州島西部港口城市廣島，像往常一樣熱鬧，人們在買菜，進早餐，準備上班。東京、大阪等大城市不斷遭到美國飛機的空襲，唯獨廣島安然無事。這裡是軍事工業基地，當局預料到遲早要挨炸，已將40萬人口疏散到剩下24.5萬人了。

1945年8月6日，美國空軍B-29超級堡壘轟炸機“艾諾拉‧蓋”在廣島投擲核武器“小男孩”。該款轟炸機經特別改裝，可攜帶原子彈。事件中估計71379位平民罹難，廣島遭受極大的破壞。這是原子彈的第二次引爆，並首次應用于軍事行動。廣島、長崎的原子彈爆炸，迫使日本在第二次受襲后的第六日投降。原子彈爆炸后，廣島市重建為“和平紀念都市”。最接近引爆位置的倖存建築物，定名為“原子彈爆炸圓頂屋”，為廣島和平紀念公園的一部分。市廳持續提倡廢除核武器，更主張世界和平。1968年以來，各地若有核武引爆，他們都會去信抗議。

衝擊波和氣浪

爆炸的瞬間，中心氣壓直接達到了數十萬atm，引發了極為強烈的衝擊波和氣浪。

爆炸中心的風速大約是440m/s，相當於12級颱風的風速的10倍。超音速的風和衝擊波一起向外擴散，將一般的建築一掃而光。

爆心的風壓達到了35atm，相當於在1m²的地方加壓350t的重物。就算在半徑1km以內，風壓也達到了10atm。此範圍以內除鋼筋混凝土結構的建築以外，全部遭到毀滅。2km以內的風壓約3atm，此範圍以內的木質房屋全部被摧毀。

核爆釋放出了大約0.22MJ的紅外線，在爆炸后的3秒內大量放出。紅外線的能量與距離的平方成反比。爆心處的能量約420J/cm²，500m處的能量約 240J/cm²，1km內是約100J/cm²。

也就是說，地面受到的能量相當於受普通太陽照射的1000倍。

爆炸中心的溫度，達到了6000℃之高。爆心附近的房屋瓦片等紛紛“起泡”，木質房屋達到著火點自動自燃。

放射線

爆炸發射出了大量的α射線，β射線，γ射線和中子。

據推算，地錶快中子數量約為12000億/cm²，慢中子（熱中子）數量約90000億/cm²。

黑色的雨

原子彈爆炸產生了巨大的蘑菇雲，蘑菇雲里含有大量核輻射塵埃。這些塵埃和雲中的水汽混合在一起，形成了黑色的雨落在廣島一帶。這種雨具有高放射性，因此污染了河流，而當時因口渴不慎飲入這些雨水的難民，多數即在數日內死亡。

燒灼傷：原子彈引發的大量紅外線和放射線，爆心1km以內的人，均受到了五級重度燒傷，表皮全部碳化。

紅外線的影響範圍是3.5km以內。此範圍內的木質房屋大都自燃，更是造成了二次燒傷。爆心1km以內而又在屋外的人，90%在7天內死亡。

外傷：衝擊波本身會對被害者造成損傷；衝擊波毀壞的建築物的碎片以高速沖向被害者，也會造成二次外傷。有些人的器官和臟器甚至直接從身體里飛了出去。

放射能症：原子彈爆炸發射出的大量放射線，使大量被害者得了急性放射能症。癥狀是噁心、嘔吐、食欲不振、腹瀉、發熱、脫毛症、皮下出血等等。也有人因此得了白血病。被害者大部分在一個月內死亡。

二次放射能症：隨後趕來救援的人，因為防護措施不到位，也有人得了放射能症，不過數量較少。受黑雨影響的人，也得了二次放射能症。

大多數的估計認為在廣島約有7萬人立即因核爆而炸死，大約相同的人受傷，隨後再有大量的人死於核子塵埃放射引起的癌症。懷孕的母親亦因為輻射而出現流產，部分初生嬰兒畸形發育。到1945年年底，據估計因燒傷，輻射和相關疾病的影響的死亡人數，約從9萬到14萬。還有估計到1950年止，由於癌症和其他的長期併發症，共有20萬人死亡。

爆心500米以內的被害者，有90%以上的人當場死亡或當日死亡。500米 ~ 1千米以內的被害者，超過60% ~ 70%的人當場死亡或當日死亡。暫時生存下來的人，有50%的人在6天內死亡；過了6天，又有約25%的人死亡。

直到1945年11月，爆心500米以內的人98% ~ 99%已經死亡；500米 ~ 1千米範圍內，90%的人已經死亡。從1945年8月到12月，總共有9 ~ 12萬人死亡。

截至1999年，廣島市依然將相生橋附近的地區列為放射污染區。

胖子（英語：Fat Man）是第二次世界大戰時美國在日本長崎投擲的原子彈的名稱。1945年8月9日，即廣島首枚原子彈爆炸后3天，由查爾斯·斯威尼（Charles Sweeney）駕駛的B-29超級空中堡壘轟炸機“博克斯卡”（Bockscar）在長崎上空31,000英尺（9,000米）投下。在日本標準時間早上11時02分，在1,800呎（550米）高度爆炸。

曼哈頓計劃（英語： Manhattan Project）是第二次世界大戰期間研發與製造原子彈的一項大型軍事工程，由美國以及給予相關支援的英國與加拿大執行，該計劃於1942年到1946年間直屬於美國陸軍工程兵團的萊斯利·理查德·格羅夫斯將軍領導，工程原名為“代用材料項目發展”（Development of Substitute Materials），后改為“曼哈頓工程區”（Manhattan District）。期間，美方也吸收了較早展開的英國核武器研發計劃——“合金管工程”之成果。曼哈頓計劃早在1939年即秘密地展開，雇傭了超過13萬人員，花費了將近20億美金（相當於2014年260億美金），超過90%的費用用於建造工廠和製造核裂變的原材料，用於製造和發展武器的部分僅占不到10%，此一工程在橫跨美國、英國和加拿大三國的30多個城市中均有進行。

戰爭期間，美軍研發出兩種類型的原子彈，一為設計上較簡單、使用鈾235製成的“槍式”，由於鈾235在天然鈾中僅佔0.7%，其他絕大部分都是質量相同、難以分離的同位素鈾238，故美方以三種分離方式來提高其鈾-235的濃度——電磁（“卡留管”）、氣體（“氣體擴散法”）與熱（“索瑞特效應”），大部分工作都在田納西州橡樹嶺一地進行。

1941年12月7日，日本偷襲美國珍珠港，美國對日宣戰，自此開始，美國正式捲入二戰。此時，納粹德國已經開始了德國核武器開發計劃“鈾計劃”（德語：Uranprojekt），目的是製造出核武器，運用在二戰之中。一些美國科學家提出，要在納粹德國之前研發出原子彈。

1942年12月2日，在費米的指導下，世界上第一個實驗性原子反應堆在芝加哥建成，成功實現了可控的鏈式反應。1943年春，奧本海默領導科研人員開始製造原子彈的工作；翌年，美國橡樹嶺工廠生產出第一批濃縮鈾原材料；1945年7月12日，第一顆實驗性原子彈開始最後的裝配。7月16日，美國的第一顆原子彈在新墨西哥州的沙漠中試爆成功，爆炸當量大約21,000噸TNT炸彈。8月6日，美國向廣島投放名為小男孩的原子彈；3日後（8月9日），向長崎投擲名為胖子的原子彈。8月15日，日本宣告無條件投降，第二次世界大戰結束。

原子彈是科學技術的最新成果迅速應用到軍事上的一個突出例子。1939年10月，美國政府決定研製原子彈，1945年造出了4顆。一顆用於試驗，兩顆投在日本，其餘的一顆未使用。其他國家爆炸第一顆原子彈的時間是：蘇聯——1949年8月29日；英國——1952年10月3日；法國——1960年2月13日；中國——1964年10月16日；印度——1974年5月18日。中國第一次核試驗以塔爆方式進行，用的是內爆構型的鈾彈。1965年5月14日第二次核試驗時，核裝置用飛機空投。1966年10月27日第四次核試驗時，核彈頭由導彈運載。

自1945年原子彈問世以來，原子彈技術不斷發展，體積、重量顯著減小，戰術技術性能日益提高。原子彈小型化對於提高核武器的戰術技術性能和用作氫彈的起爆裝置（亦稱“扳機”）具有重要意義。為適應戰場使用的需要，發展了多種低當量和威力可調的核武器。為改進原子彈的性能，發展了加強型原子彈，即在原子彈中添加氘或氚等熱核裝料，利用核裂變釋放的能量點燃氘或氚，發生熱核反應，而反應中所放出的高能中子，又使更多的核裝料裂變，從而使威力增大。這種原子彈與氫彈不同，其熱核裝料釋放的能量只佔總當量的一小部分。高能炸藥的起爆方式和核爆炸裝置結構也在不斷改進，目的是提高炸藥的利用效率和核裝料的壓縮度，從而增大威力，節省核裝料。此外，提高原子彈的突防和生存能力以及安全性能，也日益受到重視。