Fisi nuklir
Salah satu tipe senjata nuklir adalah bom fisi (tidak sama dengan bom fusi), biasanya juga dikenal dengan nama lain "bom atom" adalah reaktor fisi yang didesain untuk melepaskan sebanyak mungkin energi dalam waktu sesingkat mungkin, energi yang terlepas ini akan menyebabkan reaktornya meledak dan akhirnya reaksi rantainya berhenti.
Pengembangan senjata nuklir merupakan penelitian lanjutan dari fisi nuklir yang dilakukan oleh Militer A.S. selama Perang Dunia II. Proyek ini dinamakan Proyek Manhattan. Mereka kemudian mengembangkan reaksi rantai fisi yang menghasilkan 3 bom yaitu bom tes Trinity dan bom Little Boy dan Fat Man yang dijatuhkan di kota Hiroshima, Nagasaki, Jepang di bulan Agustus 1945.
Bom fisi yang pertama ini ledakannya bahkan ribuan kali lebih dahsyat dibandingkan dengan massa yang sama dari sebuah ledakan kimia. Contohnya adalah Little Boy memiliki massa total 4 ton (dengan bahan bakar nuklir 60 kg) dan panjangnya 11 meter, kekuatan ledakannya sama dengan 15 kiloton TNT, sampai-sampai menghancurkan sebagian besar kota Hiroshima. Senjata nuklir modern (yang didalamnya
termasuk "fusi" termonuklir sebanyak satu fase fusi atau lebih) memiliki energi ratusan kali dari berat mereka jika dibandingkan dengan bom atom yang pertama ini, sehingga sebuah bom hulu ledak misil modern yang memiliki massa 1/8 kurang dari massa Little Boy, memiliki energi yang sama dengan 475000 ton TNT, dapat menyebabkan kehancuran 10 kali luas kota Hiroshima.
Meskipun ilmu dasar fisika reaksi rantai fisi di dalam senjata nuklir mirip dengan ilmu dasar fisika reaktor nuklir terkontrol, tetapi 2 alat ini direkayasa agak berbeda (lihat fisika reaktor nuklir). Bom nuklir didesain untuk mengeluarkan semua energinya sekaligus, sedangkan reaktor nuklir didesain untuk menghasilkan listrik terus menerus. Ketika reaktor nuklir menjadi panas
dan menyebabkan kebocoran nuklir dan ledakan uap, tetapi tingkat pengayaan uranium yang jauh lebih rendah menyebabkan tidak mungkin kalau reaktor nuklir sampai meledak dengan kekuatan yang sama dengan senjata nuklir. Melakukan ekstrak tenaga dari bom nuklir juga susah, meskipun paling tidak ada satu sistem propulsi roket, Proyek Orion, bertujuan untuk meledakkan bom fisi di belakang kendaraan yang berlapis dan terlindung.
Penemuan dari fisi nuklir adalah pada tahun 1938, kira-kira 5 dekade setelah studi pada radioaktivitas dan juga ilmu pengetahuan baru mengenai fisika nuklir yang menjelaskan komponen-komponen dari sebuah atom. Pada tahun 1911, seorang berkebangsaan Selandia Baru bernama Ernest Rutherford mengemukakan sebuah model atom baru yang bentuknya kecil, padat, dan nukleusnya bermuatan
positif (proton) dan dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif (model atom ini disebut sebagai model atom Rutherford). Niels Bohr memperbaikinya pada tahun 1913 dengan menambahkan kulit-kulit elektron (atau disebut sebagai Model Bohr).
Di Amerika Serikat, proyek pembuatan senjata nuklir dimulai akhir 1942. Proyek ini dikerjakan oleh Korps insinyur (Angkatan Darat Amerika Serikat) tahun 1943, dikenal sebagai "Manhattan Engineer District". Proyek ini dipimpin oleh Jenderal Leslie R. Groves. Ada banyak lokasi yang digunakan: Situs Hanford di negara bagian Washington, yang mempunyai reaktor nuklir skala industri pertama; Oak Ridge, Tennessee, yang
fokusnya pada pengayaan uranium; dan Los Alamos, New Mexico, menjadi tempat untuk penelitian desain dan pengembangan dari bom. Sejumlah situs lainnya, seperti Laboratorium Radiasi Berkeley dan Laboratorium Metalurgi di Universitas Chicago, juga memegang peranan penting. Semua arahan ilmiah proyek ini dimanajeri oleh fisikawan J. Robert Oppenheimer.
Di bulan Juli 1945, bom atom yang pertama, "Trinity", diuji coba untuk diledakkan di padang gurun New Mexico. Bahan bakarnya adalah plutonium yang dibuat di Hanford. Di bulan Agustus 1945, 2 bom atom lagi: "Little Boy", bom uranium-235, dan "Fat Man", bom plutonium digunakan pada serangan bom atom di Hiroshima dan Nagasaki.
Bertahun-tahun setelah Perang Dunia II, banyak negara di seluruh dunia melakukan pengembangan lebih jauh mengenai fisi nuklir dengan tujuan untuk keperluan reaktor nuklir dan senjata nuklir.