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Atombomben sind militärische Sprengkörper. Beim Einsatz werden große Mengen an Atomenergie frei. Die erste Atombombe (oder A-Bombe) wurde am 16. Juli 1945 auf dem Versuchsgelände bei Alamogordo (New Mexico) getestet. Bis zu diesem Zeitpunkt gab es nur Sprengkörper, die ihre Sprengkraft aus der schnellen Verbrennung oder der Zersetzung chemischer Substanzen entwickelten. Derartige Prozesse setzen nur die Energie der äußersten Elektronen im Atom frei.

Die Energiequelle bei der Explosion von nuklearen Sprengstoffen steckt innerhalb des Atomkernes (Nucleus). Die Nagasaki-Bombe erlangte z. B. ihre Sprengkraft aus Plutonium. Eine Kugel in der Größe eines Tennisballes erzeugte eine Explosion, die der Sprengkraft von 20 000 Tonnen TNT entspricht.

Die ersten Entwicklungen und Tests liefen in Los Alamos (New Mexico) unter dem Decknamen Manhattan-Projekt. Es wurde während des 2. Weltkrieges (im August 1942) gegründet. An dem Projekt unter dem militärischen Kommando von Generalmajor Leslie Groves wirkten viele berühmte Wissenschaftler, u. a. Enrico Fermi, Richard Feynman, Edward Teller und der Chemiker Harold Urey mit. Wissenschaftlicher Leiter des Projekts war der US-Physiker J. Robert Oppenheimer.

Nach dem Krieg übernahm die US-Atomenergiekommission die Verantwortung für alle Atomangelegenheiten, einschließlich der Waffenforschung. Es wurden weitere Bombentypen entwickelt, um sich die Energie leichter Elemente, wie z. B. Wasserstoff, zu erschließen. Treibende Kraft bei diesem Bombentyp war der Fusionsprozess, wobei die Kerne der Wasserstoffisotope zu einem schwereren Heliumkern verschmelzen. Im Ergebnis dieser Waffenforschung wurden Bomben hergestellt, die eine Sprengkraft von einem Bruchteil einer Kilotonne (entspricht 1 000 Tonnen TNT) bis zu vielen Megatonnen (entspricht einer Million Tonnen TNT) hatten. Auch die Größe der Bombe wurde mit fortschreitender Entwicklung deutlich verringert. Man begann nukleare Artilleriegranaten und kleine Raketen zu bauen, die von tragbaren Granatwerfern im Feld abgeschossen werden können. Obwohl Atombomben ursprünglich als strategische Waffen zur Ausrüstung großer Bomber entwickelt wurden, sind heute Atomwaffen für eine Vielzahl von sowohl strategischen als auch taktischen Anwendungen verfügbar (z.B. im Kalten Krieg). Heute erforscht man Kernwaffen z. B. in Los Alamos (USA), im Lawrence Livermore Labor (Kalifornien) und in Aldermaston (Großbritannien).