原子弹爆炸的原理是很复杂的，它的爆炸和炸药有关，但是爆炸产生的威力主要由核裂变产生，所以炸药只是起到催化的作用。一颗完整的原子弹，除了必要的弹壳等硬件之外，内部必须有专用于推进核裂变发生的高能炸药，另外还必须有专用于发射中子参与核裂变的反射层，最重要的装置则是核装料，也就是引起核裂变的主要部分。
不同的原子弹结构是不一样的，广岛原子弹“小男孩”使用的是枪式结构，其核装药主要为铀235，爆炸之后产生相当于1.4万吨TNT当量的能量；而长崎的“胖子”原子弹则使用内爆式结构，其核装药为钚239，爆炸当量相当于2.0万吨TNT。枪式结构的原理在于通过突然增加裂变物质单位数量的方式触发临界反应，而内爆式结构则是使用高压手段，使得密度迅速增大，进而触发临界反应。
由此可见，原子弹的爆炸过程是十分复杂的，不是简单的碰撞就可以触发临界，而且原子弹内部还加装有引爆控制装置，整个核裂变过程需要在人工操作的情况下才会发生。同时原子弹的外壳也十分坚固，内部的核装料是层层密封的。所以即使原子弹受到了撞击，基本上也不会发生意外爆炸的事件。
事实上，当初负责运送原子弹到日本的美军轰炸机，在搬运原子弹的过程中也经历了不少颠簸，但是这两颗原子弹都没有发生意外。而且“小男孩”和“胖子”都是在空中爆炸的，它们的爆炸高度是计算好的，不需要等待下落到地面时才引爆。如果空投的原子弹真的掉到了地面上，说不定反而会因为碰撞而造成引爆装置故障等问题。所以原子弹的引爆需要精确计算。而且作为一种凭借辐射能产生杀伤效果的武器，原子弹空中引爆产生的威力显然远远高于地面引爆。
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