0,5 secondi dopo la detonazione di 20 kilotoni / 1,8 secondi dopo la detonazione di 1 megatone

Immediatamente dopo l'avvenuta detonazione di una bomba nucleare nell'atmosfera, si forma una palla di fuoco allo stato gassoso estremamente luminosa e calda. Per l'intensa temperatura, l'esplosione emette una radiazione termica capace di causare ustioni di terzo grado e di bruciare materiale infiammabile anche a considerevoli distanze. La reazione a catena che ha scatenato l'esplosione e la ricaduta radioattiva dei materiali fissili impiegati sono accompagnati da una radiazione nucleare assolutamente letale (raggi gamma e neutroni), la quale si propaga per un lungo raggio nell'aria. Subito dopo, si sviluppa una devastante onda d'urto che si allarga rapidamente in tutte le direzioni dalla palla di fuoco.   

L'onda d'urto si trova di fronte alla sfera di fuoco, lontano da essa di circa 800 piedi per l'esplosione di 20 kilotoni e di quasi mezzo miglio per quella di 1 megatone.

 1,25 secondi dopo la detonazione di 20 kilotoni / 4,6 secondi dopo la detonazione di 1 megatone

Quando l'onda d'urto primaria dal punto di detonazione colpisce il suolo, un'altra onda d'urto viene prodotta per riflessione. Ad una certa distanza dal punto zero, che dipende dall'altezza dell'esplosione e dal prodotto energetico della bomba, l'onda primaria e la secondaria si fondono insieme creando un unico e rinforzato fronte d'urto che supera per velocità la barriera del suono; questo fronte d'urto è chiamato Mach Front.

Significative quantità di radiazioni termali e nucleari vengono continuamente emesse dalla palla di fuoco.

 3 secondi dopo la detonazione di 20 kilotoni / 11 secondi dopo la detonazione di 1 megatone

La sovrappressione del Mach è di 6 libbre per pollice quadrato e la velocità del vento nucleare immediatamente dopo il fronte d'urto è circa 180 miglia per ora. Le radiazioni nucleari residue dalla crescente palla di fuoco continuano a raggiungere il suolo. Ma dopo 3 secondi (o 11, a seconda della potenza della bomba) la palla di fuoco, benché sia ancora molto bollente, inizia a raffreddarsi.

10 secondi dopo la detonazione di 20 kilotoni / 37 secondi dopo la detonazione di 1 megatone

Ad un'altitudine di 1760 piedi il Mach è al di sopra delle 2 miglia e mezzo dal punto zero per la bomba da 20 kilotoni, mentre per quella da 1 megatone, a 6 500 piedi, è circa 9 miglia e mezzo dal punto zero. La sovrapressione sul fronte è circa 1 libbra per pollice quadrato, in entrambi i casi, e la velocità del vento dietro il fronte è di 40 miglia per ora. Ci saranno alcuni danni a certe strutture, incluse le porte e le finestre che vengono strappate via, i tetti crollano e gli intonaci vengono danneggiati. I vetri si rompono per la sovrapressione a mezza libbra per pollice quadrato. La radiazione termica non ha più nessuna importanza, anche per una bomba da 1 megaton. La radiazione nucleare, tuttavia, può ancora raggiungere il suolo ad un'apprezzabile estensione; ciò consiste principalmente in raggi gamma per i prodotti fissili usati per la bomba.

La palla di fuoco non è più luminosa come prima, ma è ancora molto bollente e si alza molto rapidamente. Appena ascende, fa in modo che l'aria sia spinta verso il basso e verso l'alto, proprio come la trazione in su di un camino. Ciò produce forti correnti d'aria moderatamente più bassi: questi venti alzeranno detriti della superficie terrestre per formare il gambo di ciò che sarà la caratteristica forma di fungo.

30 secondi dopo la detonazione di 20 kilotoni / 110 secondi dopo la detonazione di 1 megatone

Il residuo bollente dell'arma continua a salire e allo stesso tempo si espande e si raffredda. Come risultato, i prodotti di fissione vaporizzati e altri residui dell'arma si condensano formando una nuvola di particelle altamente radioattive. I venti che seguono hanno velocità di 200 o più miglia per ora, e per uno scoppio abbastanza basso essi continuano ad alzare una colonna di detriti  che poi raggiungeranno la nuvola radioattiva del fungo. Infine, le particelle nella nuvola saranno disperse dal vento e, a meno che vi sia una precipitazione piovosa, non vi sarà una caduta radioattiva prima. Solo se l'altezza dello scoppio è meno di circa 600 piedi per un'esplosione di 20 kilotoni o di 3,000 piedi per una di 1 megatone, ci si aspetterà prima una ricaduta.

Benché la nuvola sia ancora molto radioattiva, poche delle radiazioni nucleari raggiungono il suolo. Questo avviene a causa dell'aumentata distanza della nuvola al di sopra della superficie terrestre, come pure la diminuzione dell'attività dei prodotti fissili per il naturale decadimento radioattivo.

Sono disponibili alcuni filmati riferiti a test nucleari bellici.

In sottofondo: F. Chopin, Mazurka Op. 68, N. 2 in La min.