原主要应用在核物理学科。因为原的核心原理是利用原子核的裂变或聚变反应释放巨大能量，需要精确控制材料临界质量、中子轰击条件等关键技术。-235和钚-239是常见核弹材料，它们的链式反应能瞬间产生上千万摄氏度高温高压。

原属于核物理学科应用最典型的例子，这跟核裂变反应的物理规律直接相关。首先核物理研究原子核结构，发现-235吸收中子会分裂成两个新原子并释放三个中子，这种链式反应能持续放大能量。实验数据显示，1克-235完全裂变释放能量相当于3000吨TNT爆炸，而钚-239的临界质量比-235低30%。1945年广岛原用了64.8公斤-235，实际只有约1.5公斤参与裂变，证明必须精确控制链式反应规模。核物理还涉及中子减速剂选择，比如石墨、重水等材料能降低中子速度使其引发裂变，这个发现使核弹小型化成为可能。目前核物理已延伸到核电站、、核医学等多个领域，但原仍是其最具破坏力的应用形态。