原子彈的基本原理是核裂變
核裂變就是某些質量較大的原子核在一定條件下分裂成為兩個或多個質量較小的原子核的一種核反應形式。
核裂變示意圖
原子彈的主要使用原料為鈾-235，我們就以鈾-235材料為例，它的原子核有92個質子和143箇中子組成。當一箇中子慢速撞擊鈾-235原子核時，鈾核就會發生裂變反應，產物有多種多樣，可以參考以下幾個方程：
鈾235裂變的幾種常見方程式
鈾核裂變會產生數量不等的中子以及能量，釋放出來的中子又可以轟擊其他鈾-235原子核，引發不斷的核裂變，稱之為鏈式反應。
不過由於原子核體積只佔整個原子的1/26000，周圍都是空隙，核裂變釋放的中子很容易錯過其他原子核而直接飛到外面，所以發生鏈式反應除了核反應必須要有中子產生之外，還必須滿足兩個條件：一個是核材料的純度要高，第二個就是核材料需達到臨界質量（維持裂變鏈式反應所需的最低質量）或臨界體積。核材料的純度越高，所需的臨界質量相對的就越低。
那麼為什麼會釋放這麼大的能量呢？核裂變的能量有多大呢？
這裡要提到一個方程：E=mc²(E表示能量，m代表質量，c表示光速),這是由德國的物理學家愛因斯坦於1905年提出的。
裂變過程中粒子反應前和反應後的質量並不相等，反應前的粒子質量要略大於反應後的粒子質量，虧損的質量就以能量的形式釋放出來。
假如1g鈾-235原子核全部裂變，虧損的質量△m約等於0.0009g，質量虧損率為0.09%。
1g鈾-235原子核完全裂變釋放的能量約為8.2*10^10J的能量。相當於20噸TNT炸藥爆炸所釋放出來的能量。我們如果將其全部轉化為電能，可以獲得約22800度電（1度電的能量為3.6*10^6J），可供一個普通家庭使用7~8年。
原子彈的主要構造與原理：
原子彈結構示意圖
原子彈主要由引爆控制系統、高能炸藥、反射層、核原料、中子源及彈殼所組成
1、 通過控制系統適時引爆高能炸藥
2、 炸藥引爆釋放的能量促使兩塊或多塊未達臨界質量的核原料（鈾235或鈈-239）合併為一整塊，使核原料超過臨界質量。
3、 中子源釋放中子，引發核裂變反應。
4、 反射層主要由鈾-238、碳化鎢等可反射中子的材料組成，可將洩露的中子再反射回核原料中，加速鏈式反應。
原子彈爆炸產生的破壞效應:
1、 衝擊波：由核爆炸形成的高溫高壓氣團以極高的速度向外膨脹引起，對生物體和建築物造成直接或者間接的破壞。
2、 光輻射：核爆炸形成的高溫高壓火球，在短時間內輻射出極其強烈的光和熱。物體吸收能量後溫度迅速上升，以至燃燒、熔化甚至直接蒸發。強光可使人眼底燒傷或暫時失明。光輻射引起的火災可造成大範圍的破壞。
3、 核輻射：核爆炸最初十幾秒鐘輻射出來的人眼看不見的伽馬射線和中子流，這兩種輻射都具有非常強的穿透力，所以也叫貫穿輻射。當射線照射到生物體，可直接或間接的破壞人細胞組織的分子或原子結構，造成疾病或死亡。
4、 放射汙染：核爆炸產生的核裂變碎片、感生放射性物質和未反應的核原料持續不斷的釋放α射線、β射線、γ射線等，其強度比早期核輻射低得多，但作用的時間卻長得多。它對人員的直接傷害有射線外照射、沾染皮膚造成灼傷和吸入放射性物質造成內照射。環境的沾染也會對人類造成間接危害。
5、 電磁脈衝：核爆炸產生的強脈衝射線和周圍物質相互作用產生的向外輻射的瞬時電磁場。當其遇到適當的接收體時，可在瞬間產生很高的電壓和很強的電流，損壞電子或電氣設備，使指揮控制通信系統失靈。如果是超高空核爆炸產生的電磁脈衝，那麼影響範圍就非常廣，可達遠離爆心數千公里的目標。
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