II. Dünya Savaşı'nın sonunda Hiroşima ve Nagazaki'ye atılan atom bombaları, yerde ve binalarda insanların gölgelerini bıraktı. Bu fenomenin ardındaki bilimsel nedenleri anlamak için atom patlamasının fiziksel etkilerini incelemek gerekmektedir.
Atom bombası patladığında, çok yüksek enerji ve ısı serbest bırakılır. Bu enerji, patlama merkezinden dışarı doğru yayılırken, yolundaki tüm maddelerle etkileşime girer. New Mexico, Albuquerque'deki Ulusal Nükleer Bilim ve Tarih Müzesi’nin emekli mütevelli heyeti üyesi ve New Mexico Üniversitesi Tıp Fakültesi'nde emekli radyoloji profesörü olan Dr. Michael Hartshorne'a göre, bu enerji, nesneler ve insanlar tarafından emilir ve bu süreçte, bu nesneler arkalarındaki yüzeyleri korur. Patlamanın ışığı ve ısısı, bu korunan yüzeylerin çevresindeki alanları ağartır, bu da korunan bölgelerin daha koyu görünmesine neden olur ve bu durum "gölge" olarak adlandırılır.
Atom patlaması sırasında yayılan yoğun enerji, nükleer fisyon süreciyle açığa çıkar. Fisyon, bir nötronun uranyum-235 veya plütonyum-239 gibi ağır bir atom çekirdeğine çarpmasıyla gerçekleşir. Bu çarpışma, çekirdeğin parçalanmasına ve büyük miktarda enerji salınımına yol açar. Washington, DC merkezli kar amacı gütmeyen Atomic Heritage Foundation’a göre, bu süreç bir zincirleme reaksiyonu tetikler ve reaksiyon, tüm fisyon malzemesi tükenene kadar devam eder. Stevens Teknoloji Enstitüsü'nde bilim ve teknoloji çalışmaları yardımcı doçenti olan Alex Wellerstein, zincirleme reaksiyonun bir milisaniye veya daha kısa sürede trilyonlarca atomu bölecek şekilde üstel bir büyüme örüntüsüyle gerçekleştiğini belirtir.
Atom bombalarının patlaması, yüksek miktarda termal enerji ve kısa dalga boylu gama radyasyonu yayar. Bu enerji, radyo dalgaları gibi uzun dalgalar ve X ışınları ve gama ışınları gibi kısa dalgalar dahil olmak üzere çeşitli dalga boylarında akar. Columbia Üniversitesi'ne göre, gama radyasyonu insan vücudu için yıkıcıdır çünkü bu radyasyon giysilerden ve deriden geçerek dokulara ve DNA'ya zarar verebilir.
Atom bombalarının yaydığı gama radyasyonu, 10.000 derece Fahrenheit'e (5.538 derece Santigrat) ulaşabilen termal enerji olarak da hareket eder. Enerji bir nesneye çarptığında, bu nesne enerjiyi emer ve arkasındaki yüzeyi korur, bu da gölge efekti oluşturur.
6 Ağustos 1945'te, "Little Boy" lakaplı bir atom bombası, Japonya'nın Hiroşima şehrinin 1.900 fit (580 metre) üzerinde patladı. Dünya Nükleer Birliği'ne göre, patlama 16.000 ton (14.500 metrik ton) TNT'ye eşdeğerdi ve bu, şehrin 5 mil karesini (13 kilometrekare) dümdüz eden bir termal enerji dalgası gönderdi. Hiroşima nüfusunun yaklaşık dörtte biri anında öldü, diğer dörtte biri ise takip eden aylarda radyasyon zehirlenmesi ve kanser nedeniyle yaşamını yitirdi.
Üç gün sonra, Amerika Birleşik Devletleri, Nagasaki şehrinin üzerinde "Fat Man" lakaplı ikinci bir atom bombası patlattı. Bu plütonyum-239 bombası, şehrin dört bir yanında benzer yıkım ve ölüm desenleri üreten 21.000 tonluk (19.000 metrik ton) bir patlamaya neden oldu.
Bu patlamalar, kaldırım ve binalarda kalıcı izler bıraktı. Rüzgâr ve suyun etkisiyle zamanla bu gölgelerin çoğu kayboldu. Ancak, Hiroşima Barış Anıtı Müzesi'nde bazı nükleer gölgeler gelecek nesillerin bu olayları düşünmesi için saklanmaktadır.
