Os efeitos predominantes de uma bomba atômica são a explosão e a energia térmica (calor), a liberação de radiação (raios-X, gama, neutrons) e o pulso eletromagnético. Em relação aos efeitos térmicos da bomba, estes são muito semelhantes aos dos explosivos convencionais de alta potência. A principal diferença é a capacidade de liberar uma quantidade imensamente maior de energia de uma só vez.
A energia liberada na explosão segue a equação de Einstein, E=mc², onde E é a energia liberada, m é a massa da bomba que "some" na explosão e c (celeritas) é a velocidade da luz.
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