Bir atom bombasinda ana tema fizyon reaksiyonunun çok kisa bir sürede gerçeklestirilmesidir. Atom bombasinda biri dogal digeri yapay olmak üzere iki tür malzeme kullanilir. Bunlardan dogal olani uranyum (235U), yapay olani ise plutonyumdur (239Pu). Atom bombasinin yapiminda en önemli problemlerden biri kullanilacak olan bu malzemelerin eldesidir. 235U tabiatta 238U ile birlikte çok az miktarda bulunur. Bombada kullanilacak olan 235U’in çok saf olmasi gerekir, bu yüzden 238U’dan ayrilmalidir. 239Pu ise tabiatta bulunmaz, nükleer reaktörlerde 238U’dan elde edilir.

Fizyonun baslamasini saglayacak ilk nötronlar Ra–Be gibi bir nötron kaynagindan elde edilir. Fizyon olayinda bir atomun parçalanmasindan 2 ya da 3 tane nötron açiga çikar. Eger, ortam sartlari elverisli ise parçalanma sonucu olusan nötronlarin da, baska atomlari parçalamalari ile fizyon reaksiyonu zincirleme olarak devam eder. Zincir reaksiyonunun kendiliginden ilerlemesi için gerekli sart ise açiga çikan nötronlarin kaybolmadan yeni parçalanmalari saglamasidir. Nötronlarin kaybolmasi; ya ortamda bulunan safsizliklar (238U gibi) tarafindan sogurulmasi ile ya da çesitli çarpismalar sonucunda nükleer patlayici içinden çikip gitmesi ile olur. Dolayisiyla ,atom bombasi yapiminda dikkat edilmesi gereken en önemli noktalardan bir digeri nötron kayiplarini en aza indirmektir.

Bir nötronun bir atom çekirdegine çarpmasi her zaman fizyon ile sonuçlanmaz. Bazen çekirdek nötronu yuttugu halde bölünmeyebilir. Bazen ise nötron çekirdek tarafindan yansitilabilir. Bu çarpismalar sonucunda ortamda dolasan nötron bir miktar enerjisini kaybederek yavaslar ve fizyon yapma gücü artar. Önemli olan bu nötronun nükleer patlayici içinden kaçmadan fizyon yapincaya kadar dolasmasidir. Bunun için ise kullanilan patlayici maddenin bu dolasmaya elverisli büyüklükte olmasi gerekir. Içerisinde baslatilan fizyon reaksiyonun kendi kendine sürebilecegi minimum nükleer patlayici kütlesine kritik kütle denir.

Netice itibariyle, atom bombasi merkezde uranyum veya plutonyumdan olusan bir öze sahiptir. Nükleer patlamanin olabilmesi için ise bu özün kritik kütleden büyük olmasi gerekir. Ancak, kritik kütlenin üzerindeki maddenin kendiliginden patlama ihtimali vardir. Bu yüzden patlayici madde özü, bombaya çesitli parçalar halinde yerlestirilir. Bomba ateslenecegi zaman bu parçalar bir araya gelip bir küre olusturmalidir. Bu parçalarin küre seklinde birlesmelerini saglamak için ise trinitrotoluen (TNT, dinamit) kullanilir. Önce TNT patlatilir. Bu patlama sonucunda nükleer kütle bir araya gelir ve asil patlama gerçeklesir.

Atom bombasi ile ilgili ilk çalismalar Robert J. Oppenheimer öncülügünde 1942 yilinin sonlarinda baslamistir. New Mexico eyaletinin Los Alamos adli bölgesinde bir “beyin takimi” ile baslayan çalismalar yaklasik 3 yil sonra ürününü verdi. Atom bombasinin ilk denemesi 16 Temmuz 1945 günü Meksika sinirina yakin bir çölde (Alamogordo) gerçeklestirildi. Patlamanin siddeti beklenenden çok fazla olmustu. Yaklasik 20.000 ton TNT’nin patlamasina esit bir etki görüldü. Elde edilen bu basari üzerine atom bombasinin Japonya’nin iki önemli sehrinde kullanilmasi kararlastirildi.

6 Agustos 1945 sabahi ilk atom bombasi “Enola Gay” isimli bir bombardiman uçagi ile Hirosima’ya atildi. Saniyenin onbinde biri kadar kisa bir sürede gerçeklesen patlamanin ilk etkisi gözleri kör eden bir isikti. Ardindan gelen 300.000 °C’lik isi etkisi ise yaklasik 3 km çapindaki her seyin yanmasini sagladi. Daha sonra ise patlamanin etkisiyle baslayan ve saatte 1800 km ile esen alev rüzgari çevredeki her yükseltiyi dümdüz etti. Ama asil kalici etkiyi patlamadan bir kaç dakika sonra baslayan bir yagmur gerçeklestirdi. Yagmur ile tüm radyoaktif serpinti bölgeye inmis oldu. Saniyelerle ölçülebilecek bir zaman dilimi içerisinde Hirosimayi yok eden bu korkunç bombanin bilançosu yaklasik 80.000 ölü ve 100.000 yarali olarak belirlenmistir.

9 Agustos 1945 günü ise ikinci atom bombasi Nagazakiye atildi. Bu sehirdeki insanlarin daha önceden uyarilmasi buradaki ölümlerin daha az olmasini sagladi. Ancak, her iki sehirde de radyasyondan kaynaklanan ölümler 15 Agustos 1945’ten sonra görülmeye baslandi. Gönüllü olarak kurtarma çalismalarina katilan veya akraba ve dostlarini harabeler içinde arayan bir çok insan farkinda olmadan yüksek miktarda radyasyon almislardi. Radyasyondan kaynaklanan ölümler, bombanin patladigi anda meydana gelen sok, isi ve yikim etkisiyle gerçeklesen ölümlerden kat kat fazla olmustur. Bu sonuç; atom bombasinin insanlik için ne denli tehlikeli bir silah oldugunu ortaya koymustur.