人類過去使用煤炭的方式，質能轉換率才達到0.00000035% 。人們開始探究發揮最大能源效率的途徑，發現了核裂變和核聚變的奧秘 。核裂變可以把質能轉換率提升到0.13%，是老式煤炭利用率的37萬多倍；而核聚變達到質能轉換率的0.7%，是核裂變的5倍多 。但可惜的是人類不斷的內斗，這些發現和技術最先用于了戰爭核威懾，于是就制造出了核彈，這種不可控的一次性核能量釋放武器 。
人類最早發明的核彈是原子彈，投放在廣島和長崎的就是這種核彈 。這種核彈是通過重元素鈾235（厬U）或钚239（厱Pu）裂變釋放出巨大能量來產生殺傷力，其主要殺傷力有光熱輻射、沖擊波、核輻射和放射性污染 。這種最初的原子彈爆炸當量較小，投放在廣島和長崎的為1.3萬噸級和2萬噸級 。原子彈裝藥是有上限的，這是因為核裂變有一個臨界值，比如钚彈的鏈式反應臨界值為10.5公斤，也就是說只要一塊10.5公斤的钚塊就可以直接引爆，所以在裝藥時要把這些核料分開來，不能讓它們靠在一起 。
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