Là điều không ai mong muốn, nhưng có một câu hỏi được rất nhiều người quan tâm, đó là một vụ nổ bom hạt nhân sẽ xảy ra như thế nào đối với những người trên mặt đất và những gì sẽ xảy ra sau đó?

Tất nhiên, câu trả lời sẽ phụ thuộc vào số lượng vũ khí hạt nhân được thả. Theo Liên đoàn các nhà khoa học Mỹ (FAS), tính đến đầu năm 2022, Nga và Mỹ sở hữu tới 90% trong số khoảng 12.700 đầu đạn hạt nhân, 10% số còn lại nằm ở 7 quốc gia khác.

Cũng theo FAS, Nga hiện có 1.588 vũ khí được triển khai trên các tên lửa xuyên lục địa, có tầm bắn ít nhất là 5.500 km và các căn cứ máy bay ném bom hạng nặng (được hiểu là những nơi sở hữu các máy bay có khả năng mang và thả trọng tải hạt nhân), và Mỹ cũng có 1.644 vũ khí được trang bị theo cách tương tự.

Theo một số chuyên gia chính sách đối ngoại, có lẽ kịch bản khả dĩ hơn liên quan đến một cuộc xung đột hạt nhân quy mô hạn chế, đó là sử dụng thứ mà họ gọi là vũ khí nguyên tử chiến thuật. Đây về cơ bản là những quả bom hạt nhân với kích thước nhỏ.

Theo Trung tâm Nghiên cứu Vũ khí Không phổ biến James Martin, 30% đến 40% kho vũ khí của Mỹ và Nga có chứa những quả bom nhỏ hơn này. Chúng có tầm bắn dưới 500 km trên đất liền và vẫn có tác động tàn phá gần khu vực vụ nổ, nhưng sẽ không tạo ra viễn cảnh tồi tệ nhất về ngày tận thế hạt nhân toàn cầu.

Theo định nghĩa của khoa học, bom hạt nhân là vũ khí hủy diệt hàng loạt, lợi dụng năng lượng được giải phóng khi các hạt của hạt nhân (neutron và proton) bị tách ra hoặc hợp nhất. Như vậy, có 2 cách mà năng lượng hạt nhân có thể được giải phóng khỏi nguyên tử.

Đầu tiên là sự phân hạch hạt nhân, xảy ra khi hạt nhân của một nguyên tử bị tách thành hai mảnh nhỏ hơn bởi một neutron. Phương pháp này thường liên quan đến các đồng vị của uranium (uranium-235, uranium-233) hoặc plutonium (plutonium-239).

Sự phân hạch hạt nhân chính là nguyên lý cơ bản để tạo ra bom nguyên tử (bom A). Điều này xảy ra khi một neutron tự do chạm vào hạt nhân của nguyên tử chất phóng xạ như uranium hoặc plutonium, khiến nó kích hoạt thêm 2 hoặc 3 neutron tự do khác.

Toàn bộ năng lượng được giải phóng khi các neutron đó tách ra khỏi hạt nhân, và các neutron mới được giải phóng tấn công các hạt nhân uranium hoặc plutonium khác. Toàn bộ phản ứng dây chuyền này được lan truyền để xảy ra gần như ngay lập tức, tạo ra sức công phá khổng lồ xét trên kích thước của quả bom.

Hai quả bom nguyên tử nổi tiếng và tàn khốc nhất tính đến thời điểm hiện nay chính là "Little Boy" - quả bom với hình dáng dài và mỏng, được phát thả xuống thành phố Hiroshima, Nhật Bản năm 1945, và "Fat Man" - quả bom với ngoại hình tròn hơn và béo hơn, được thả xuống Nagasaki sau đó ít ngày, khiến hơn 200.000 người thiệt mạng.

Theo các nhà khoa học, quả bom ở Hiroshima giải phóng năng lượng tương đương với khoảng 15.000 tấn TNT, đến từ sự phân hạch của uranium 235. Còn đối với Nagasaki, quả bom thả xuống thành phố này đã giải phóng năng lượng hủy diệt tương đương với khoảng 21.000 tấn thuốc nổ TNT đến từ quá trình phân hạch plutonium 239.

Nếu như quá trình phân hạch hạt nhân có thể tạo ra năng lượng khủng khiếp đến vậy, thì tổng hợp hạt nhân thậm chí còn có sức công phá cao hơn và hiệu suất lớn hơn.

Đó chính là ứng dụng của bom Hydro (hay bom H, bom khinh khí) với nguyên lý hoạt động khi hai nguyên tử nhỏ hơn được kết hợp với nhau, thường là đồng vị hydro hoặc hydro (deuterium, tritium), để tạo thành một nguyên tử lớn hơn (đồng vị heli). Đây là phản ứng thường xảy ra trong các ngôi sao, như Mặt Trời của chúng ta.

Do nhiệt độ cao là cần thiết để bắt đầu phản ứng tổng hợp hạt nhân, nên quá trình này thường được gọi là một vụ nổ nhiệt hạch. Điều này thường được thực hiện với các đồng vị của hydro (deuterium và tritium) hợp nhất với nhau để tạo thành nguyên tử Heli. Điều này dẫn đến thuật ngữ "bom khinh khí" khi mô tả quá trình tổng hợp deuterium-tritium.

 Quả bom H đầu tiên được phát nổ vào ngày 1/11/1952 tại hòn đảo nhỏ Eniwetok thuộc quần đảo Marshall. Sức công phá của nó lên tới vài triệu tấn thuốc nổ TNT. Một quả bom khác được Mỹ thử nghiệm ở đảo san hô Bikini vào năm 1954 thậm chí có sức công phá lên tới 15 triệu tấn thuốc nổ TNT. Điều này có nghĩa quả bom khinh khí đó mạnh hơn 1.000 lần quả bom nguyên tử ném xuống Hiroshima.

Một điều hiển nhiên đó là nếu chứng kiến một vụ nổ như vậy trong bán kính hoạt động của nó đồng nghĩa với cái chết ngay lập tức. Thí dụ, một vũ khí hạt nhân có sức công phá khoảng 20.000 tấn thuốc nổ TNT, tương đương với kích cỡ của các quả bom ở Hiroshima và Nagasaki, sẽ giết chết ngay lập tức khoảng 50% số người trong bán kính 3 - 4 km kể từ khi chúng phát nổ trên mặt đất, theo một báo cáo năm 2007 tại hội thảo về Dự án Phòng thủ.

Những cái chết đó sẽ là do hỏa hoạn, phơi nhiễm phóng xạ cường độ cao và các thương tích gây tử vong khác. Một số người trong số này sẽ bị thương do áp lực từ vụ nổ, trong khi hầu hết sẽ bị thương do các tòa nhà bị sập hoặc do mảnh đạn bay; hầu hết các tòa nhà trong bán kính 0,5 dặm (0,8 km) của vụ nổ sẽ bị đánh sập hoặc hư hỏng nặng.

Nếu như bom hạt nhân có thể dễ dàng "quét sạch" mọi sinh vật sống trong bán kính của vụ nổ, thì bức xạ từ chúng mới là hệ quả thứ yếu và thậm chí còn nguy hiểm hơn gấp nhiều lần.

Theo cuốn "Sự lựa chọn hạt nhân cho thế kỷ XXI", các vũ khí nhiệt hạch hiện đại sẽ thổi chất phóng xạ lên cao tầng bình lưu, chứ không chỉ tạo ra một lớp bụi phóng xạ cục bộ như 2 quả bom phân hạch ném xuống Nhật Bản năm 1945. Điều này khiến chúng ta đối mặt nguy cơ tạo ra bụi phóng xạ toàn cầu.

Mức độ của bụi phóng xạ phụ thuộc vào việc quả bom phát nổ trên mặt đất, hay trên không trung. Nếu nó nổ trên không trung, điều này sẽ làm trầm trọng hơn mức độ bụi phóng xạ toàn cầu, nhưng làm giảm tác động tức thì trên mặt đất. Ngược lại, nếu nó phát nổ khi va chạm với mặt đất, sẽ làm hạn chế tác động toàn cầu, nhưng gây ra sức tàn phá khủng khiếp đối với các khu vực gần đó.

Nguy cơ về bụi phóng xạ nghiêm trọng nhất trong khoảng 48 giờ sau vụ nổ, theo cuốn "Kỹ năng sinh tồn trong chiến tranh hạt nhân".

Trong trường hợp không có tuyết hoặc mưa - điều gây cản trở quá trình phát tán của bụi phóng xạ - khu vực trung tâm và lân cận của vụ nổ sẽ liên tục đón nhận bức xạ khoảng 10 roentgen (đơn vị bức xạ ion hóa) mỗi giờ, sau ít nhất 1.000 roentgen trực tiếp từ vụ nổ.

Khoảng một nửa số người trải qua tổng lượng bức xạ khoảng 350 roentgen trong một vài ngày có khả năng chết vì ngộ độc bức xạ cấp tính. Những người sống sót tiếp xúc với bụi phóng xạ có nguy cơ cao bị ung thư trong suốt phần đời còn lại của họ.

Theo ICRC, các bệnh viện chuyên khoa ở Hiroshima và Nagasaki đã điều trị cho hơn 10.000 người sống sót sau vụ nổ năm 1945. Hầu hết các trường hợp tử vong trong nhóm này là do ung thư.

Theo Hội Chữ Thập Đỏ, tỷ lệ mắc bệnh liên quan tới bạch cầu ở các nạn nhân bị nhiễm phóng xạ cao gấp 4 đến 5 lần so với bình thường trong từ 10 đến 15 năm đầu tiên xảy ra vụ nổ.

Phóng xạ và bụi phóng xạ sẽ có những ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường và sức khỏe. Tùy vào quy mô của một cuộc xung đột hạt nhân, các vụ nổ thậm chí có thể gây ảnh hưởng đến khí hậu toàn cầu.

Lấy thí dụ như Ukraine, nơi chiếm 10% sản lượng lúa mì thế giới, bụi phóng xạ có thể xâm nhập vào các vùng đất trồng trọt, chăn nuôi của người dân. "Nếu người tiêu thụ tiếp cận nguồn cung cấp thực phẩm nhiễm bụi phóng xạ này, nó có thể đối mặt với các nguy cơ lâu dài hơn, chẳng hạn như ung thư", Michael May, Giám đốc Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore, cho biết.

Trong đó, iốt phóng xạ có thể là một vấn đề lớn, vì bò tổng hợp iốt từ thức ăn trong sữa, và con người sẽ tổng hợp lại chất này thông qua tuyến giáp.

Lượng tro và bồ hóng được thải ra bầu khí quyển trong một cuộc chiến tranh hạt nhân cũng có thể gây ra tác động nghiêm trọng đến khí hậu toàn cầu.

Theo một phân tích năm 2012 được công bố trên Bản tin của các nhà khoa học nguyên tử, việc kích nổ chỉ 100 vũ khí có kích thước tương đương với một vụ ném xuống Hiroshima năm 1945 sẽ làm giảm nhiệt độ toàn cầu xuống thấp hơn nhiệt độ của Kỷ băng hà xảy ra từ khoảng 1300 đến 1850.

Một đợt lạnh đột ngột như vậy có thể gây ảnh hưởng trực tiếp đến nông nghiệp và nguồn cung cấp lương thực. Thực tế từ Kỷ Băng hà đã gây ra tình trạng mùa màng thất bát và nạn đói kéo dài vào thời điểm mà dân số toàn cầu chỉ chưa bằng 1 phần 7 so với ngày nay.

Chính bởi những mối đe dọa tiềm tàng, nên bom hạt nhân được xem là một vũ khí đặc biệt nguy hiểm ở mức độ hủy diệt, khác biệt hoàn toàn so với những loại bom hay chất nổ thông thường.

Nhiều nước trên thế giới đã ký hiệp ước giới hạn kho vũ khí hạt nhân và không tùy tiện sử dụng vũ khí hạt nhân vào các nước khác.

Trong 9 nước đang sở hữu vũ khí hạt nhân, 3 nước là Mỹ, Nga và Trung Quốc có những vũ khí mạnh đến mức có thể nhắm vào bất cứ mục tiêu nào trên thế giới. Cho đến nay, chiến tranh hạt nhân vẫn đang là một mối lo ngại đối với nhân loại, đặc biệt khi số lượng vũ khí hạt nhân ngày một gia tăng.