Ядерный взрыв – взрыв, вызванный быстрым освобождением большого количества ядерной энергии. Ядерная энергия может освобождаться в больших количествах в двух процессах – в цепной реакции деления тяжёлых ядер нейтронами и в реакции соединения (синтеза) лёгких ядер. Ядерный взрыв, вызванный первым процессом, обычно называют атомным (взрыв атомной бомбы), второй – термоядерным (водородная бомба). Атомный взрыв впервые осуществлён в США 16 июля 1945 г. В СССР первый атомный взрыв произведён в 1949 г., термоядерный – в 1953 г.
    Для осуществления ядерного взрыва в результате цепной реакции деления необходимо, чтобы масса делящегося вещества (урана-235, плутония-239 и др.) превышала критическую (50 кг для ²³⁵U и 11 кг для ²³⁹Pu). До взрыва система должна быть подкритической. Переход в надкритическое состояние осуществляется быстрым сближением нескольких кусков делящегося вещества. Для такого сближения обычно используется химический взрыв. При полном делении 1 кг урана выделяется энергия равная энерговыделению при взрыве 20 килотонн тротила, что примерно соответствует бомбам, взорванным в Хиросиме и Нагасаки.

Рис. 1. Схема атомной бомбы.

    Атомный взрыв развивается за счёт экспоненциально растущего со временем числа разделившихся ядер. Среднее время между двумя последовательными актами деления 10^-8 сек. Отсюда можно получить для времени полного деления 1 кг ядерной взрывчатки величину 10^-7–10^-6 сек. Это и есть время атомного взрыва.
    В результате большого энерговыделения в центре атомной бомбы температура поднимается до 10⁸ К, а давление – до 10¹² атм. Вещество превращается в разлетающуюся плазму.
    Для осуществления термоядерного взрыва используются реакции синтеза лёгких ядер, в частности, изотопов водорода – дейтерия и трития. Эти реакции могут протекать лишь при очень высоких температурах ~10⁷ К. Быстрый разогрев термоядерной взрывчатки осуществляется предварительным атомным взрывом, например, твёрдой урановой оболочки, внутри которой заключено термоядерное горючее. Термоядерные бомбы значительно мощнее атомных. Обычно их тротиловый эквивалент 100–1000 кт (у атомных бомб он 1–20 кт). Самый мощный ядерный взрыв (60 мегатонн тротила) был произведен в 1961 г. в СССР (Новая Земля) в атмосфере.
    При ядерном взрыве в воздухе образуется мощная ударная волна. Радиус поражения ею обратно пропорционален кубическому корню из энергии взрыва. Для номинальной ядерной бомбы (20 кт) он около 1 км. Освободившаяся энергия в течение нескольких мкс передаётся окружающей среде. Образуется ярко светящийся огненный шар. Через 10^-2–10^-1 сек он достигает максимального радиуса 150 м (для бомбы 20 кт), температура его падает до 8000 К (ударная волна уходит далеко вперёд). За время свечения (секунды) в электромагнитное излучение переходит 10–20% энергии взрыва. Разреженный нагретый воздух, несущий поднятую с земли радиоактивную пыль, за несколько минут достигает высоты 10–15 км. Далее радиоактивное облако расплывается на сотни км. Ядерный взрыв сопровождается мощным потоком нейтронов и гамма-квантов.

Рис. 2. Схема термоядерной бомбы.