Gli armamenti sono arrivati ad una capacità distruttiva e una raffinatezza tecnologica quasi disarmante: aerei supersonici con missili termonucleari, missili intercontinentali a testate nucleari multiple, missili anti-sommergibili o subacquei, missili terra-aria e anti-aerei, missili di artiglieria e anti-carro. Da calcoli eseguiti nel 1980 risultava che tutto l'armamento mondiale noto equivaleva a 1/1.5 milioni di bombe atomiche. Oggi sono in corso di studio e realizzazione nuove generazioni di armi ancora più sofisticate quali le bombe ai neutroni (che non portano danni a cose o materiali, solo distruggono tutti i viventi), e in più si sta cercando di armare anche lo spazio circumterrestre.   Schema di una bomba Una bomba comprende quattro parti principali: un corpo o involucro riempito di una carica esplosiva, un complesso di alette per stabilizzare la bomba in volo, una o più spolette e gli elementi per "armare" una bomba nel momento in cui è lanciata. L'azione di armare una bomba assomiglia a quella di togliere la sicura.  Nella bomba può essere incluso anche un paracadute, per stabilizzarla, o ritardare la sua caduta sul terreno. Generalmente, il corpo ha una sagoma aerodinamica, e si rastrema in fondo, formando una punta; quanto allo spessore della parete dipende dall'effetto che si pretende dall'esplosione. La spoletta deve includere dispositivi di sicurezza, perchè si possa maneggiare e trasportare la bomba; non di meno dev'essere in grado di far scoppiare una grande quantità di esplosivo quando la bomba colpisce il bersaglio, o dopo ritardo prestabilito. Una considerevole carica intermedia è incorporata tra la miccia e la carica principale, per trasmettere la potente ondata di detonazione e produrre il massimo effetto esplosivo.   Bombe atomiche Le bombe atomiche usano l'energia generata dai nuclei degli atomi. Ve ne sono di due tipi, la bomba atomica e la bomba all'idrogeno. Entrambi sono così potenti che la loro forza si misura in chiloton e megaton equivalente alla forza esplosiva di migliaia o milioni di tonnellate di tritolo rispettivamente. A rigor di termini nell'espressione bomba atomica è inclusa la bomba all'idrogeno che usa anch'essa l'energia atomica. La bomba atomica è attivata dalla fissione nucleare, o scissione degli atomi; la bomba all'idrogeno si basa invece sulla fusione nucleare. Tanto la fissione quanto la fusione generano enormi quantità di energia provocando un esplosione.

Meccanismo della bomba atomica Ad una bomba atomica, tuttavia, non occorre semplicemente l'elemento radioattivo. Per farle esplodere è necessaria un'attrezzatura molto elaborata; inoltre ci vogliono dispositivi di sicurezza, per rendere assolutamente impossibile un'esplosione accidentale. Non si può fabbricare una bomba mettendo semplicemente in un involucro un pezzo di Uranio più grande della massa critica, perchè questo provocherebbe un immediata esplosione. Invece, due o più pezzi sono inseriti separatamente, ad una distanza di sicurezza, e "montati" o propulsi insieme per dar l'avvio ad una reazione a catena. La bomba atomica del tipo più semplice possibile è come quella che fu sganciata su Hiroshima.

Dietro al pezzo più piccolo c'è una carica di esplosivo comune; quando viene fatta esplodere, questa carica spinge il cono nella sfera e la forza nell'impatto salda solidamente i due pezzi. L'esplosione segue all'istante.  Le bombe al Plutonio sono un po' più complicate: il Plutonio è ancora più fissibile dell'U-235 e la sua massa critica è più bassa: 16 Kg di Pu-239 puro. Ma il plutonio non si può far esplodere mediante un dispositivo di "tipo cannone". Deve essere "riunito" ad una velocità molto maggiore di quella richiesta dall'Uranio, altrimenti non esplode nel modo giusto.                                                                                                                                        Perciò il Plutonio viene riunito mediante l'implosione; un certo numero di pezzi di Plutonio a forma di cuneo, che insieme formerebbero una sfera sono sistemati ad intervalli uguali. Carica esplosive di peso uguale sono poste dietro ogni cuneo, e fatte esplodere tutte insieme. I cunei, spinti verso il centro, si toccano nello stesso istante; questa tecnica fu utilizzata per la seconda bomba atomica americana, che fu sganciata su Nagasaki. Oltre al meccanismo che dà l'avvio alla reazione a catena, occorre un dispositivo per far esplodere la carica. La scelta di questo dipende dall'esatta natura e dall'impiego della bomba.
 
 

L'esplosione della bomba sganciata su Nagasaki

Oggi le bombe atomiche sono considerate armi antiquate dalle maggiori potenze mondiali ma sono ancora necessarie come "grilletti" per far esplodere le bombe all'idrogeno, e sono state adoperate anche per sostituire gli esplosivi chimici convenzionali in certi tipi di lavori d'ingegneria civile. i resti della città di Nagasaki dopo l' esplosione atomica Bombe all'idrogeno Una bomba all'idrogeno è un ordigno in cui l'energia prodotta dalle reazioni della fusione nucleare tra isotopi d'idrogeno si sprigiona in una maniera esplosiva incontrollata. La fusione nucleare e un processo in cui nuclei di piccoli atomi si uniscono per formare il nucleo di un atomo più grande, e l'energia si crea perchè l'energia di legame che tiene unite le particelle nel nucleo grande e minore della somma delle energie di legame che tengono insieme i nuclei piccoli. L'energia liberata dalla fusione quasi istantanea di molti milioni di nuclei genera un'esplosione di enorme potenza. In verità, la bomba all'idrogeno e l'ordigno più distruttivo che l'uomo abbia mai prodotto.

Fusione nelle bombe

La fusione nucleare non può prodursi spontaneamente. In condizioni normali, due nuclei tendono a respingersi reciprocamente, perchè entrambi portano una carica elettrica positiva; quindi la loro fusione deve essere provocata con la forza. Per ottenere questo, sono necessarie condizioni favorevoli: tanto per incominciare, i nuclei devono essere il più possibile vicini, e poi devono muoversi l'uno verso l'altro ad altissime velocità. Queste alte velocità si possono raggiungere riscaldando i componenti fino a temperature di parecchie centinaia di milioni di gradi, e per tale ragione la bomba all'idrogeno e spesso chiamata bomba termonucleare. Una volta raggiunta la temperatura critica, la fusione comincia e l'energia generata mantiene la temperatura, donde la reazione, che dura finche tutto il materiale fissile e stato usato, o finche l'intera mistura di reazione si e estesa a un punto tale da far cadere la temperatura al di sotto del livello critico. Per le bombe all'idrogeno, si adoperano due isotopi dell'idrogeno, il deuterio e il tritio. 11 deuterio si trova in natura, per esempio sotto forma di ossido di deuterio (D20 o acqua pesante) in una proporzione di circa una parte su 5000 di acqua comune, dalla quale può essere estratto e purificato. 11 tritio, un isotopo radioattivo, non si trova in natura e deve essere prodotto artificialmente: si ottiene bombardando litio-6 (un isotopo del metallo alcalino litio, con peso atomico 6) con neutroni, fino a quando si scinde in elio e tritio.

Sviluppo delle bombe all'idrogeno

Le prime bombe all'idrogeno consistevano di una bomba A e di un quantitativo di isotopi di idrogeno in forma liquida. La bomba A agiva come grilletto, fornendo il calore necessario per dare l'avvio alla reazione di fusione (questo e tuttora l'unico sistema pratico per fornire l'enorme calore richiesto, sebbene si stiano studiando le possibilità di usare laser come grilletti). Gli isotopi liquidi si usavano perché gli atomi sono più vicini in un liquido che in un gas; ma questo tipo di bomba all'idrogeno non poteva essere conservato con sicurezza, perché gli isotopi d'idrogeno liquido sono molto instabili e pericolosi. Le bombe all'idrogeno moderne consistono fondamentalmente di una bomba A come grilletto, circondata da un rivestimento di deuteride di litio, un composto di deuterio e di litio (litio-6). I nuclei di deuteride di litio sono molto vicini (in un solido, gli atomi si trovano ancora più vicini che in un liquido), perciò, quando il calore necessario e raggiunto, sono in una condizione favorevole per subire il processo di fusione. In secondo luogo, il litio-6, bombardato con neutroni, produce tritio, il quale tritio a sua volta può fondersi con il deuterio. I neutroni per questo processo sono forniti dalla bomba A: in tal modo anche il grilletto ha più di una funzione.

Questo tipo di bomba all'idrogeno e considerato relativamente "pulito", in quanto produce soltanto piccole quantità di residui radioattivi, o "fall-out". 11 fall-out, che può conservare la radioattività per mesi o per anni, e composto soprattutto di prodotti della fissione radioattiva causata dal grilletto ma soltanto in piccole quantità perchè la bomba A usata e piccola insieme con tritio non bruciato. Spesso, tuttavia, una bomba all'idrogeno e circondata da uno strato di uranio (uranio-238). Oltre ad agire come "contenitore" della bomba e a prolungare la reazione di fusione, quando e bombardato da neutroni veloci generati dalla reazione di fusione, quest'Uranio costituisce una fonte supplementare di energia da fissione. Questo tipo di bomba, chiamata bomba a fissione, produce considerevoli quantità di residui radioattivi, e pertanto e considerata "sporca". La forza esplosiva di una bomba all'idrogeno e molto più grande di quella di una bomba A per due ragioni principali. Primo, essendo l'idrogeno il più leggero di tutti gli elementi, una determinata massa di deuterio o di tritio contiene un numero molto maggiore di atomi della stessa massa di uranio o di plutonio; quindi, a parità di peso, i nuclei di deuterio o tritio disponibili per la fusione sono più numerosi dei nuclei di uranio e di plutonio in grado di subire la fissione. Secondo, le dimensioni di una bomba all'idrogeno, a differenza di quelle di una bomba A, in teoria sono quasi illimitate. La reazione a catena di una bomba A può continuare soltanto con la presenza di qualcosa di più di una certa massa di materiale fissile, ma quando la bomba esplode, gran parte del materiale fissile e spazzato via senza essere utilizzato, e la reazione a catena cessa, perché la massa richiesta non e più presente. In una bomba all'idrogeno, la fusione continua finche esiste materiale fusibile, anche in quantità minima, purchè la temperatura sia sufficientemente elevata perciò si adopera una proporzione più grande di materiale fusibile. Quindi le dimensioni di una bomba all'idrogeno sono limitate soltanto dal peso che un aeroplano o un missile possono portare.

Esperimenti con le bombe all'idrogeno

Secondo quanto e stato calcolato, la bomba all'idrogeno più grande che sia mai stata fatta esplodere (dall'Unione Sovietica, il 30 agosto 1961) aveva una forza esplosiva di circa 60 megaton (equivalenti a 60 milioni di tonnellate di TNT). Sebbene le bombe all'idrogeno non siano mai state usate in guerra, le esplosioni sperimentali hanno molti effetti indesiderabili. In particolare, la pioggia radioattiva può contaminare i cibi, il latte, ecc., e causare gravi malattie, come il cancro. In parte, fu proprio per ridurre questi pericoli che nell'agosto del 1963 gli Stati Uniti, I'Unione Sovietica e la Gran Bretagna firmarono un trattato che bandiva gli esperimenti con qualsiasi tipo di arma nucleare nell'atmosfera, nello spazio o sott'acqua; simili esperimenti sono permessi soltanto se effettuati sotto terra e con tutte le adeguate precauzioni per impedire la fuga di residui radioattivi nell'atmosfera. Da allora, molte altre nazioni hanno firmato questo trattato, anche se esse stesse non sono in grado di effettuare esperimenti nucleari. Ma due paesi, la Francia e la Cina, non hanno ancora firmato e compiono tuttora esperimenti nell'atmosfera, nonostante le energiche proteste di paesi come l'Australia e la Nuova Zelanda, i quali sostengono che i loro territori vengono contaminati dai residui radioattivi.