El 6 de agosto de 1945, el bombardero B-29 Super Battlestar Enola Gay pilotado por Paul Tibbetts descendió 31.000 pies (9.000 metros) sobre Hiroshima. La explosión se produjo a las 8:15 a.m. hora local en Japón a una altitud de 550 metros (1.800 pies). Se produjeron más de 200.000 bajas; el 9 de agosto, el segundo "Fat Man" fue lanzado en Nagasaki.
La explosión de un arma nuclear no sólo libera una enorme energía, sino que el proceso de reacción nuclear es muy rápido y puede completarse en microsegundos. Por lo tanto, se forma una temperatura extremadamente alta en un área pequeña alrededor de la explosión del arma nuclear, calentando y comprimiendo el aire circundante para hacer que se expanda rápidamente, produciendo una onda de choque de alta presión. Las explosiones nucleares en tierra y en el aire también crean bolas de fuego en el aire circundante, que emiten una intensa radiación luminosa. Las reacciones nucleares también producirán varios rayos y fragmentos de material radiactivo; los fuertes rayos de pulso irradiados hacia afuera interactúan con los materiales circundantes, provocando el proceso de crecimiento y desaparición de la corriente, lo que resulta en la generación de pulsos electromagnéticos. Estas características, que son diferentes de las explosiones explosivas químicas, permiten que las armas nucleares tengan efectos destructivos únicos, como fuertes ondas de choque, radiación óptica, radiación nuclear temprana, contaminación radiactiva y pulsos electromagnéticos nucleares. La aparición de armas nucleares ha tenido un enorme impacto en las estrategias y tácticas de la guerra moderna.
Las bombas atómicas son principalmente armas que utilizan la enorme energía liberada por la fisión nuclear para matar. Se basa en la misma reacción en cadena de fisión nuclear que un reactor nuclear. Es lógico que, dado que un reactor puede lograr una reacción en cadena, siempre que su coeficiente de reproducción de neutrones k sea mayor que 1, la escala de la reacción en cadena será cada vez mayor sin control y, finalmente, se producirá una explosión. En otras palabras, el reactor también puede convertirse en una "bomba atómica". De hecho, esto también es cierto. Si el coeficiente de proliferación k es mayor que 1, el reactor explotará sin control. El llamado accidente del reactor supercrítico es una de esas situaciones. Los reactores pesan cientos y miles de toneladas y no pueden utilizarse como armas. Además, en este caso, la tasa de utilización de materiales fisionables es muy baja y el poder de explosión no es grande. Para fabricar una bomba atómica, primero debemos reducir la masa crítica y al mismo tiempo aumentar el poder explosivo. Esto requiere que la bomba atómica utilice un sistema de fisión de neutrones rápidos, la carga debe ser un material fisionable de alta concentración y la carga debe exceder con creces la masa crítica, de modo que el coeficiente de multiplicación K sea mucho mayor que 1.
La cantidad de explosivos para bombas atómicas se puede obtener en grandes cantidades. La cantidad de explosivos que se pueden utilizar como bombas atómicas se limita a tres materiales fisionables: uranio 235, plutonio 239 y uranio 233. El uranio-235 es el principal explosivo de las bombas atómicas. No es fácil obtener uranio-235 en alta concentración, porque el contenido de uranio-235 natural es muy pequeño. Aproximadamente 140 átomos de uranio contienen solo 1 átomo de uranio-235, y los 139 restantes son todos átomos de uranio-238; -235 Es un isótopo del mismo elemento que el uranio 238, tiene casi las mismas propiedades químicas y la diferencia de masa relativa es muy pequeña.