อาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์อาวุธฟิวชันหรือระเบิดไฮโดรเจน ( ระเบิด H ) เป็น อาวุธนิวเคลียร์รุ่นที่สองที่ใช้ปฏิกิริยาฟิวชันนิวเคลียร์อาวุธเหล่านี้มีอำนาจทำลายล้างมากที่สุดเท่าที่เคยสร้างมา โดยทั่วไปแล้วผลผลิต ของมัน จะมากกว่าอาวุธนิวเคลียร์รุ่นแรกถึงยี่สิบเท่า โดยใช้มวลและปริมาตรน้อยกว่ามาก คุณลักษณะของปฏิกิริยาฟิวชันทำให้สามารถใช้ยูเรเนียมที่พร่องซึ่งไม่สามารถแตกตัวได้ เป็นเชื้อเพลิงหลักของอาวุธ ทำให้สามารถใช้ประโยชน์จากวัสดุที่แตกตัว ได้ซึ่งหายากได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น การออกแบบหลายขั้นตอนของมันแตกต่างจากการใช้ฟิวชันในอาวุธฟิสชันแบบบูสเตอร์ที่ เรียบง่ายกว่า การทดสอบเทอร์โมนิวเคลียร์ เต็มรูปแบบครั้งแรก^{( Ivy} Mike ⁾ ดำเนินการโดยสหรัฐอเมริกาในปี 1952 และแนวคิดนี้ได้รับการนำไปใช้โดยอย่างน้อยห้ารัฐที่มีอาวุธนิวเคลียร์ที่ได้รับการยอมรับจาก^{สนธิสัญญา} ไม่แพร่ กระจาย อาวุธนิวเคลียร์ (NPT) ได้แก่สหรัฐอเมริการัสเซียสหราชอาณาจักรจีนและฝรั่งเศส^{[ 1} ]

เชื่อกันว่าการออกแบบอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์ทั้งหมดเป็นไปตามแบบ Teller–Ulamซึ่งอาศัยการระเบิดแบบอัดแน่นด้วยรังสีโดยรังสีเอ็กซ์จากการระเบิดของขั้นตอนแรก ซึ่ง เป็น ระเบิดฟิสชันจะถูกส่งผ่านไปยังขั้นตอนที่สองซึ่งเป็นขั้นตอนฟิวชันที่แยกออกมาต่างหาก ซึ่งบรรจุเชื้อเพลิงเทอร์โมนิวเคลียร์ โดยส่วนใหญ่เป็นลิเธียม-6 ดิวเท อไรด์ ในระหว่างการระเบิด นิวตรอนจะเปลี่ยนลิเธียม-6ให้เป็นฮีเลียม-4และทริเทียม จากนั้น ไอโซโทปหนักของไฮโดรเจน ได้แก่ ดิวเทอเรียมและทริเทียม จะเกิดปฏิกิริยาที่ปล่อยพลังงานและนิวตรอนออกมา ด้วยเหตุนี้ อาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์จึงมักถูกเรียกกันทั่วไปว่าระเบิดไฮโดรเจนหรือระเบิด H ^{[ b ]}

นอกจากนี้ อาวุธส่วนใหญ่ยังใช้ตัวอัดและปลอกยูเรเนียมธรรมชาติหรือ ยูเรเนียมที่หมด สภาพ ซึ่งจะเกิด การแตกตัวอย่างรวดเร็วจากนิวตรอนฟิวชันเร็วและเป็นส่วนสำคัญที่ทำให้เกิดผลผลิตรวมและกัมมันตภาพรังสีตกค้าง^{[ 2 ] [ 3 ]}

อาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์ถูกมองว่าเป็นไปได้ในปี พ.ศ. 2484 และเป็นหัวข้อของการวิจัยพื้นฐานในระหว่างโครงการแมนฮัตตัน [ ^{4 ] การ}ทดสอบนิวเคลียร์ครั้งแรกของโซเวียตกระตุ้นให้เกิดการแสวงหาอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์อย่างเต็มที่ในสหรัฐอเมริกา แม้ว่าในตอนแรกนักวิทยาศาสตร์จากโครงการแมนฮัตตันหลายคนจะคัดค้านก็ตาม การกำหนดค่า Teller-Ulam ซึ่งตั้งชื่อตามผู้มีส่วนร่วมหลักคือEdward TellerและStanisław Ulamได้รับการร่างขึ้นในปี พ.ศ. 2494 ^{[ 5 ]}โดยมีส่วนร่วมจากJohn von NeumannปฏิบัติการGreenhouse ได้ตรวจสอบปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ก่อน การทดสอบ Mikeขนาดเต็ม

ต่อมามีการพัฒนาและทดสอบอุปกรณ์หลายขั้นตอนโดยส่วนใหญ่เป็นอิสระ^{[ c ]}โดยสหภาพโซเวียต ( 1955 ) สหราชอาณาจักร ( 1957 ) จีน ( 1966 ) และฝรั่งเศส ( 1968 ) ^{[ 6 ]}ไม่มีข้อมูลสาธารณะเพียงพอที่จะระบุได้ว่าอินเดีย [ ^{7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10] [11] อิสราเอล [12] [6] หรือเกาหลีเหนือ [13] [6 ] ครอบครองอาวุธหลาย}ขั้นตอน^{หรือไม่ปากีสถานไม่ถือว่า}ได้พัฒนา^{อาวุธเหล่านี้[ 10 ]} [ ¹⁴ ]หลังจาก^{การล่มสลายของสหภาพโซเวียตใน}ปี 1991 ยูเครนเบลารุส และคาซัคสถานกลายเป็นประเทศแรกและประเทศเดียวที่สละอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์ แม้ว่าอาวุธเหล่านี้จะไม่เคยหลุดพ้นจากการควบคุมปฏิบัติการของกองกำลังรัสเซียก็ตาม ภายหลังการลงนามในสนธิสัญญาห้ามทดลองนิวเคลียร์โดยสมบูรณ์ ในปี 1996 ประเทศส่วนใหญ่ที่มีอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์ยังคงรักษาสต็อกและความเชี่ยวชาญของตนไว้โดยใช้การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ การทดสอบทางอุทกพลศาสตร์ การเฝ้าระวังหัวรบ และการทดลอง ฟิวชั่นแบบกักเก็บด้วยแรงเฉื่อย

อาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์เป็นแหล่งกำเนิดการระเบิดเทียมเพียงแหล่งเดียวที่มีขนาดมากกว่า 1 เมกะตัน TNT ระเบิด Tsar Bombaเป็นระเบิดที่ทรงพลังที่สุดเท่าที่เคยจุดระเบิดมา โดยมีขนาด 50 เมกะตัน TNT (210 PJ) ^{[ 15 ]}แม้ว่าจะมีการเปลี่ยนตัวถ่วงยูเรเนียมเป็นตะกั่วเพื่อลดกัมมันตรังสีตกค้างก็ตาม^{[ 16 ]}เนื่องจากเป็นการออกแบบที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดสำหรับผลผลิตที่มากกว่า 50 กิโลตัน TNT (210 TJ) และด้วยความสำคัญของอาวุธนิวเคลียร์ทางยุทธวิธี ที่ลดลง อาวุธนิวเคลียร์ เกือบทั้งหมดที่รัฐที่มีอาวุธนิวเคลียร์ทั้งห้าประเทศใช้งานในปัจจุบันจึงเป็นอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์^{[ 17 ]}การพัฒนาอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์มี บทบาทสำคัญ ในการแข่งขันอาวุธนิวเคลียร์ในช่วงสงครามเย็นความสามารถในการทำลายล้างและความสามารถในการย่อขนาดผลผลิตสูง เช่น ใน หัวรบ MIRVกำหนดการป้องปรามนิวเคลียร์และการทำลายล้างซึ่งกันและกันการขยายการออกแบบอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์ได้แก่ระเบิดสะอาดที่มีกัมมันตรังสีตกค้างน้อย และระเบิดนิวตรอนที่มีรังสีทะลุทะลวงที่เพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม อาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์ส่วนใหญ่ที่ออกแบบมา รวมถึงหัวรบนิวเคลียร์ของสหรัฐฯ และสหราชอาณาจักรในปัจจุบันทั้งหมด ได้รับพลังงานส่วนใหญ่มาจากการแตกตัวอย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดกัมมันตรังสีตกค้างสูง^{[ 18 ]}

คำคุณศัพท์ "เทอร์โมนิวเคลียร์" "ฟิวชัน" และ "ไฮโดรเจน" ส่วนใหญ่ใช้เพื่ออธิบายอาวุธนิวเคลียร์หลายขั้นตอน ซึ่งช่วยให้เกิดผลผลิตฟิวชันขนาดใหญ่ อาวุธเหล่านี้ทำงานบน หลักการ ยุบตัวของรังสีและมีความหมายเหมือนกันกับการออกแบบของเทลเลอร์-อูแลมซึ่งได้รับการพัฒนาโดยอิสระโดยอย่างน้อยห้าประเทศ

"เทอร์โมนิวเคลียร์" หมายถึงปฏิกิริยาฟิวชันเทอร์โมนิวเคลียร์ซึ่งเป็นปฏิกิริยาที่นิวเคลียสหลอมรวมกันโดยอาศัยความเร็วในการชนกันสูงและอุณหภูมิสูง แตกต่างจากอาวุธฟิสชันซึ่งการระเบิดเกิดขึ้นจากการส่งผ่านนิวตรอนผลผลิตของเทอร์โมนิวเคลียร์ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดันที่เกิดขึ้นระหว่างการอัดตัวของนิวเคลียสรองโดยตรงมากกว่า

สิ่งเหล่านี้ตรงกันข้ามกับอุปกรณ์ฟิชชันแบบเร่งความเร็วซึ่งใช้การหลอมรวมเทอร์โมนิวเคลียร์แต่จุดระเบิดการออกแบบขั้นตอนเดียวซึ่งในทางทฤษฎีจำกัดไว้ที่ประมาณหนึ่งเมกะตัน^{[ 19 ]}

แม้จะมีชื่อเช่นนั้น แต่อาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์ที่ง่ายที่สุดและพบได้ทั่วไปส่วนใหญ่ (>80% สำหรับอาวุธของสหรัฐฯ) ได้รับผลผลิตส่วนใหญ่จากการแตกตัวอย่างรวดเร็วของ ยูเรเนียม ธรรมชาติหรือยูเรเนียมที่หมดสภาพแล้วอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์ที่สะอาด (<10% การแตกตัว) ก็ได้รับการทดสอบและอาจมีการใช้งานแล้วเช่นกัน^{[ 18 ]}

หลักการพื้นฐานของโครงสร้างเทลเลอร์-อูแลมคือแนวคิดที่ว่าส่วนประกอบต่างๆ ของอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์สามารถเชื่อมต่อกันได้เป็นลำดับขั้น โดยการระเบิดในแต่ละขั้นจะให้พลังงานเพื่อจุดระเบิดขั้นต่อไป อย่างน้อยที่สุด หลักการนี้หมายถึงส่วนหลักที่ประกอบด้วย ระเบิด ฟิสชัน แบบยุบตัว (ตัว "จุดระเบิด") และส่วนรองที่ประกอบด้วยเชื้อเพลิงฟิวชันพลังงานที่ปล่อยออกมาจากส่วนหลักจะบีบอัดส่วนรองผ่านกระบวนการยุบตัวด้วยรังสีซึ่ง ณ จุดนั้นมันจะถูกทำให้ร้อนและเกิดปฏิกิริยาฟิวชันนิวเคลียร์กระบวนการนี้สามารถดำเนินต่อไปได้ โดยพลังงานจากส่วนรองจะจุดระเบิดขั้นตอนฟิวชันที่สาม ระเบิด AN602 "Tsar Bomba" ของสหภาพโซเวียตเชื่อกันว่าเป็นอุปกรณ์ฟิสชัน-ฟิวชัน-ฟิวชันสามขั้นตอน ในทางทฤษฎีแล้ว โดยการดำเนินกระบวนการนี้ต่อไปจะสามารถสร้าง อาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์ที่มี ผลผลิต สูงได้ตามต้องการ อาวุธฟิชชันมีกำลังระเบิดจำกัด เนื่องจากสามารถสะสมเชื้อเพลิงฟิชชันไว้ในที่เดียวได้ในปริมาณจำกัด ก่อนที่อันตรายจากการที่เชื้อเพลิงจะกลายเป็นสภาวะวิกฤตเกินพิกัด โดยไม่ตั้งใจ จะสูงเกินไป

ส่วนประกอบอื่นๆ จะถูกล้อมรอบด้วยโพรงหรือกล่องรังสี ซึ่งเป็นภาชนะที่กักเก็บพลังงานของขั้นตอนแรกหรือส่วนประกอบหลักไว้ภายในชั่วคราว ด้านนอกของกล่องรังสีนี้ ซึ่งโดยปกติแล้วจะเป็นเปลือกนอกของระเบิดด้วย เป็นหลักฐานทางสายตาโดยตรงเพียงอย่างเดียวที่เปิดเผยต่อสาธารณะเกี่ยวกับโครงสร้างของส่วนประกอบระเบิดเทอร์โมนิวเคลียร์ ภาพถ่ายภายนอกของระเบิดเทอร์โมนิวเคลียร์ต่างๆ จำนวนมากได้รับการเปิดเผยแล้ว^{[ 20 ]}

หลักการทำงานคือระเบิดฟิสชันแบบมาตรฐานที่ใช้หลักการยุบตัวเข้าด้านใน แต่โดยทั่วไปอาจมีการเสริม ประสิทธิภาพ ด้วยเชื้อเพลิงฟิวชันในปริมาณเล็กน้อย (โดยปกติคือก๊าซดิวเทอเรียมต่อทริเทียมในอัตราส่วน 1:1 ) เชื้อเพลิงฟิวชันจะปล่อยนิวตรอน ส่วนเกินออกมา เมื่อถูกความร้อนและอัดแน่น ทำให้เกิดฟิสชันเพิ่มเติม เมื่อจุดระเบิดแล้ว...²³⁹ปูหรือ²³⁵แกน ยูเรเนียม จะถูกบีบอัดให้เป็นทรงกลมขนาดเล็กโดยใช้ชั้นของ วัตถุระเบิดแรงสูงแบบธรรมดาที่จัดเรียงอยู่รอบๆ ใน รูปแบบ เลนส์ระเบิดซึ่งจะเริ่มต้นปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ที่ให้พลังงานแก่ "ระเบิดปรมาณู" แบบธรรมดา

โดยปกติแล้วส่วนที่สองจะแสดงเป็นเสาของเชื้อเพลิงฟิวชั่นและส่วนประกอบอื่นๆ ที่ห่อหุ้มด้วยหลายชั้น รอบๆ เสาจะมี "ตัวดัน- ตัวอัด " เป็นชั้นแรก ซึ่งเป็นชั้นยูเรเนียม-238 ที่หนามาก (²³⁸ยูเรเนียม (U ) หรือตะกั่วที่ช่วยอัดเชื้อเพลิงฟิวชัน (และในกรณีของยูเรเนียม อาจเกิดปฏิกิริยาฟิสชันเองในที่สุด) ภายในนี้คือเชื้อเพลิงฟิวชัน ซึ่งโดยปกติจะเป็นลิเธียมดิวเทอไรด์ชนิดหนึ่ง ซึ่งใช้เพราะง่ายต่อการผลิตเป็นอาวุธมากกว่าก๊าซทริเทียม/ดิวเทอเรียมเหลว เชื้อเพลิงแห้งนี้ เมื่อถูกนิวตรอนยิง จะผลิตทริเทียม ซึ่งเป็นไอโซโทป หนัก ของไฮโดรเจนที่สามารถเกิดปฏิกิริยาฟิวชันนิวเคลียร์ได้ พร้อมกับดิวเทอเรียมที่มีอยู่ในส่วนผสม ภายในชั้นเชื้อเพลิงคือ "หัวเทียน " ซึ่งเป็นเสากลวงของวัสดุฟิสไซล์ (²³⁹ปูหรือ²³⁵U ) มักจะถูกเสริมด้วยก๊าซดิวเทอเรียม หัวเทียนเมื่อถูกบีบอัดสามารถเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันได้ (เนื่องจากรูปร่าง จึงไม่ใช่มวลวิกฤตหากไม่มีการบีบอัด) ขั้นที่สาม หากมีอยู่ จะถูกตั้งไว้ต่ำกว่าขั้นที่สอง และอาจทำจากวัสดุเดียวกัน ^{[ 21 ] [ 22 ]}

ส่วนที่คั่นระหว่างส่วนทุติยภูมิและส่วนปฐมภูมิคือส่วนเชื่อมต่อ ส่วนปฐมภูมิที่เกิดปฏิกิริยาฟิสชันจะสร้างพลังงานสี่ประเภท ได้แก่ 1) ก๊าซร้อนที่ขยายตัวจากประจุระเบิดแรงสูงที่ทำให้ส่วนปฐมภูมิยุบตัวลง 2) พลาสมา ที่ร้อนจัด ซึ่งเป็นวัสดุฟิสไซล์ดั้งเดิมของระเบิดและตัวปรับแรงดัน 3) รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าและ 4) นิวตรอนจากการระเบิดนิวเคลียร์ของส่วนปฐมภูมิ ส่วนเชื่อมต่อมีหน้าที่ควบคุมการถ่ายโอนพลังงานจากส่วนปฐมภูมิไปยังส่วนทุติยภูมิอย่างแม่นยำ มันต้องควบคุมทิศทางของก๊าซร้อน พลาสมา รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า และนิวตรอนไปยังตำแหน่งที่ถูกต้องในเวลาที่เหมาะสม การออกแบบส่วนเชื่อมต่อที่ไม่เหมาะสมอาจทำให้ส่วนทุติยภูมิทำงานล้มเหลวโดยสิ้นเชิงในการยิงหลายครั้ง ซึ่งเรียกว่า " ความล้มเหลวของฟิสไซล์ " การยิงที่Castle Koon ใน ปฏิบัติการ Castleเป็นตัวอย่างที่ดี ข้อบกพร่องเล็กน้อยทำให้ ฟลัก ซ์นิวตรอนจากส่วนปฐมภูมิเริ่มให้ความร้อนแก่ส่วนทุติยภูมิก่อนกำหนด ทำให้แรงอัดอ่อนลงจนป้องกันการเกิดฟิวชันได้

เอกสารลับของเทลเลอร์และอูแลม ลงวันที่ 9 มีนาคม 1951 เรื่อง "การระเบิดแบบเฮเทอโรคะตาไลติก ตอนที่ 1: เลนส์ไฮโดรไดนามิกและกระจกสะท้อนรังสี " ซึ่งพวกเขานำเสนอแนวคิดการระเบิดแบบยุบตัวเป็นขั้นตอนที่ปฏิวัติวงการ เอกสารฉบับที่เปิดเผยนี้มีการตัดทอนเนื้อหาไปเป็นจำนวนมาก

มีข้อมูลรายละเอียดน้อยมากในเอกสารเผยแพร่เกี่ยวกับกลไกของขั้นตอนระหว่างกลาง แหล่งข้อมูลที่ดีที่สุดแหล่งหนึ่งคือแผนภาพแบบง่ายของอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์ของอังกฤษที่คล้ายกับ หัวรบ W80 ของอเมริกา แผนภาพ นี้เผยแพร่โดยกรีนพีซในรายงานชื่อ "เทคโนโลยีนิวเคลียร์แบบใช้สองวัตถุประสงค์" ^{[ 23 ]}ส่วนประกอบหลักและการจัดเรียงอยู่ในแผนภาพ แม้ว่ารายละเอียดจะแทบไม่มีเลย รายละเอียดที่กระจัดกระจายที่รวมอยู่นั้นอาจมีการละเว้นโดยเจตนาหรือความไม่ถูกต้อง ส่วนประกอบเหล่านั้นถูกระบุว่า "ฝาปิดปลายและเลนส์โฟกัสนิวตรอน" และ "แผ่นสะท้อนแสง" โดยส่วนแรกจะส่งนิวตรอนไปยัง²³⁵ยู /²³⁹หัวเทียน Pu ในขณะที่อันหลังหมายถึงตัวสะท้อน รังสีเอ็กซ์โดยทั่วไปจะเป็นทรงกระบอกที่ทำจากวัสดุทึบรังสีเอ็กซ์ เช่น ยูเรเนียม โดยมีตัวปฐมภูมิและตัวทุติยภูมิอยู่ที่ปลายทั้งสองข้าง มันไม่ได้สะท้อนเหมือนกระจก แต่จะถูกทำให้ร้อนจนถึงอุณหภูมิสูงโดยฟลักซ์รังสีเอ็กซ์จากตัวปฐมภูมิ จากนั้นมันจะปล่อยรังสีเอ็กซ์ที่กระจายอย่างสม่ำเสมอมากขึ้นซึ่งเดินทางไปยังตัวทุติยภูมิ ทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่าการยุบตัวของรังสีใน Ivy Mikeมีการใช้ทองคำเป็นสารเคลือบเหนือยูเรเนียมเพื่อเพิ่มผลของวัตถุดำ ^{[ 24 ]}

ถัดมาคือ "ตัวสะท้อนแสง/แท่นปืนนิวตรอน" ตัวสะท้อนแสงจะปิดช่องว่างระหว่างเลนส์โฟกัสนิวตรอน (ตรงกลาง) กับตัวเรือนด้านนอกใกล้กับแกนหลัก มันแยกแกนหลักออกจากแกนรองและทำหน้าที่เหมือนกับตัวสะท้อนแสงก่อนหน้านี้ มีปืนนิวตรอนประมาณหกกระบอก (ดังที่เห็นในภาพจากSandia National Laboratories ^{[ 25 ]} ) แต่ละกระบอกยื่นออกมาจากขอบด้านนอกของตัวสะท้อนแสงโดยมีปลายด้านหนึ่งอยู่ในแต่ละส่วน ทั้งหมดถูกยึดติดกับแท่นและจัดเรียงอย่างสม่ำเสมอรอบเส้นรอบวงของตัวเรือนปืนนิวตรอนถูกเอียงเพื่อให้ปลายที่ปล่อยนิวตรอนของแต่ละกระบอกชี้ไปยังแกนกลางของระเบิด นิวตรอนจากปืนนิวตรอนแต่ละกระบอกจะผ่านและถูกโฟกัสโดยเลนส์โฟกัสนิวตรอนไปยังศูนย์กลางของแกนหลักเพื่อเพิ่มการแตกตัวของพลูโทเนียมในขั้นต้น นอกจากนี้ยังแสดง " ตัวโพ ลาไรเซอร์/แหล่งกำเนิดพลาสมาโพลีสไตรีน" (ดูด้านล่าง)

เอกสารของรัฐบาลสหรัฐฯ ฉบับแรกที่กล่าวถึงช่วงระหว่างขั้นตอนเพิ่งได้รับการเผยแพร่สู่สาธารณะเมื่อไม่นานมานี้ เพื่อส่งเสริมการเริ่มต้น โครงการ หัวรบทดแทนที่เชื่อถือได้ (RRW) ในปี 2547 กราฟิกประกอบด้วยคำอธิบายสั้นๆ เกี่ยวกับข้อได้เปรียบที่เป็นไปได้ของ RRW ในระดับชิ้นส่วน โดยคำอธิบายช่วงระหว่างขั้นตอนระบุว่าการออกแบบใหม่จะแทนที่ "วัสดุที่เป็นพิษและเปราะ" และ "วัสดุ 'พิเศษ' ที่มีราคาแพง... [ที่ต้องใช้] สิ่งอำนวยความสะดวกเฉพาะ" ^{[ 26 ]} "วัสดุที่เป็นพิษและเปราะ" นั้นโดยทั่วไปสันนิษฐานว่าเป็นเบริลเลียมซึ่งตรงกับคำอธิบายนั้นและจะช่วยลดฟลักซ์นิวตรอนจากส่วนหลักด้วย อาจมีการใช้วัสดุบางอย่างเพื่อดูดซับและแผ่รังสีเอกซ์ในลักษณะเฉพาะด้วย^{[ 27 ]}

วัสดุพิเศษที่ได้รับการพิจารณา ได้แก่ โพลีสไตรีนและสารที่เรียกว่า " ฟอกแบงก์ " ซึ่งเป็นชื่อรหัสที่ไม่เป็นความลับ ส่วนประกอบของฟอกแบงก์เป็นความลับ แม้ว่าจะมีการเสนอว่าอาจเป็นแอโรเจลก็ตาม ฟอกแบงก์ถูกนำมาใช้ครั้งแรกในอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์ โดยใช้กับหัว รบเทอร์โมนิวเคลียร์ W76และผลิตที่โรงงานในY-12 Complexที่โอ๊คริดจ์ รัฐเทนเนสซีเพื่อใช้ใน W76 การผลิตฟอกแบงก์หยุดลงหลังจากสิ้นสุดการผลิต W76 โครงการยืดอายุการใช้งาน W76 ต้องการให้ผลิตฟอกแบงก์เพิ่มขึ้น แต่เรื่องนี้ซับซ้อนขึ้นเนื่องจากคุณสมบัติของฟอกแบงก์ดั้งเดิมไม่ได้ถูกบันทึกไว้อย่างครบถ้วน ดังนั้นจึงมีการพยายามอย่างมากในการคิดค้นกระบวนการผลิตใหม่ สารเจือปนที่สำคัญต่อคุณสมบัติของฟอกแบงก์แบบเก่าถูกตัดออกไปในกระบวนการผลิตใหม่ การวิเคราะห์อย่างละเอียดของฟอกแบงก์ทั้งล็อตใหม่และเก่าเท่านั้นที่เปิดเผยลักษณะของสารเจือปนนั้น กระบวนการผลิตใช้อะซีโตไนไตรล์เป็นตัวทำละลายซึ่งส่งผลให้ต้องอพยพโรงงาน Fogbank อย่างน้อยสามครั้งในปี 2549 อะซีโตไนไตรล์ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมปิโตรเลียมและเภสัชกรรมนั้นติดไฟได้และเป็นพิษ Y-12 เป็นผู้ผลิต Fogbank เพียงรายเดียว^{[ 28 ]}

สรุปอย่างง่ายของคำอธิบายข้างต้นได้ดังนี้:

1. ระเบิดนิวเคลียร์แบบฟิสชันขนาด (ค่อนข้าง) เล็กที่เรียกว่า "ระเบิดหลัก" เกิดการระเบิดขึ้น
2. พลังงานที่ปล่อยออกมาในขั้นตอนแรกจะถูกถ่ายโอนไปยังขั้นตอน "รอง" (หรือขั้นตอนฟิวชัน) พลังงานนี้จะอัดเชื้อเพลิงฟิวชันและหัวเทียน หัวเทียนที่ถูกอัดจะกลายเป็นสภาวะวิกฤตยิ่งยวดและเกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ฟิสชัน ซึ่งจะทำให้เชื้อเพลิงฟิวชันที่ถูกอัดร้อนขึ้นจนถึงอุณหภูมิสูงพอที่จะเหนี่ยวนำให้เกิดฟิวชันได้
3. พลังงานที่ปล่อยออกมาจากปฏิกิริยาฟิวชันจะยังคงให้ความร้อนแก่เชื้อเพลิงอย่างต่อเนื่อง ทำให้ปฏิกิริยาดำเนินต่อไป
4. เชื้อเพลิงฟิวชันของขั้นที่สองอาจถูกล้อมรอบด้วยชั้นเชื้อเพลิงเพิ่มเติมซึ่งจะเกิดการแตกตัวเมื่อถูกชนโดยนิวตรอนจากปฏิกิริยาภายใน เหตุการณ์การแตกตัวเหล่านี้คิดเป็นประมาณครึ่งหนึ่งของพลังงานทั้งหมดที่ปล่อยออกมาในแบบจำลองทั่วไป

วิธีการ "ส่งผ่าน" พลังงานจากนิวเคลียสหลักไปยังนิวเคลียสรองนั้นเป็นประเด็นถกเถียงกันในสื่อทั่วไป แต่เชื่อกันว่าพลังงานถูกส่งผ่านโดยรังสีเอ็กซ์และรังสีแกมมาที่ปล่อยออกมาจากนิวเคลียสหลักที่กำลังแตกตัว พลังงานนี้จะถูกนำไปใช้ในการบีบอัดนิวเคลียสรอง รายละเอียดที่สำคัญเกี่ยวกับวิธีการที่รังสีเอ็กซ์สร้างแรงดันนั้นเป็นประเด็นหลักที่ยังคงเป็นที่ถกเถียงกันในสื่อที่ไม่เป็นความลับ มีทฤษฎีที่เสนอไว้สามทฤษฎี:

• แรงดันจากรังสีเอ็กซ์ นี่คือแนวคิดแรกที่เสนอโดยโฮเวิร์ด มอร์แลนด์ในบทความในนิตยสารเดอะโปรเกรสซีฟ
• แรงดันพลาสมาที่เกิดจากวัสดุอุดช่องที่แตกตัวเป็นไอออนด้วยรังสีเอ็กซ์ (เช่น โฟมโพลีสไตรีนหรือพลาสติก หรือ "Fogbank") นี่เป็นแนวคิดที่สองที่เสนอโดยChuck Hansenและต่อมาโดย Howard Morland
• แรงกดจาก การทำลายเนื้อเยื่อที่เกิดจากเครื่องมือดัน/บีบอัด นี่คือแนวคิดที่ได้รับการสนับสนุนอย่างดีที่สุดจากการวิเคราะห์ทางกายภาพ

แรงดันรังสีที่เกิดจาก โฟตอนเอ็กซ์เรย์จำนวนมากภายในปลอกปิดอาจมากพอที่จะบีบอัดตัวรองได้ รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น เอ็กซ์เรย์หรือแสง มีโมเมนตัมและออกแรงกระทำต่อพื้นผิวใดๆ ที่มันกระทบ แรงดันของรังสีในระดับความเข้มที่พบเห็นได้ในชีวิตประจำวัน เช่น แสงแดดที่ส่องกระทบพื้นผิว มักจะไม่สามารถรับรู้ได้ แต่ในระดับความเข้มสูงสุดที่พบในระเบิดเทอร์โมนิวเคลียร์ แรงดันนั้นมหาศาล

สำหรับระเบิดเทอร์โมนิวเคลียร์สองลูกที่มีขนาดทั่วไปและลักษณะพื้นฐานที่เข้าใจกันดี ได้แก่ ระเบิดทดสอบ Ivy Mike และหัวรบขีปนาวุธร่อน W-80 รุ่นใหม่ ซึ่งเป็นแบบ W-61 ความดันรังสีถูกคำนวณไว้ที่ 73 ^{× 10⁶} บาร์( 7.3 TPa  )สำหรับแบบ Ivy Mike และ 1,400 × 10⁶บาร์ (140  ^TPa )สำหรับ W-80 ^{[ 29 ]}^ ^ 

แรงดันพลาสมา โฟมเป็นแนวคิดที่Chuck Hansenนำเสนอและเผยแพร่โดยอิสระในระหว่างคดี Progressiveโดยอิงจากการวิจัยที่ค้นพบเอกสารที่ถูกเปิดเผยซึ่งระบุโฟมพิเศษเป็นส่วนประกอบซับในภายในเคสรังสีของอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์^{[ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]}

ลำดับการยิงปืน (ที่มีโฟม) จะเป็นดังนี้:

1. วัตถุระเบิดแรงสูงที่ล้อมรอบแกนกลางของไฟหลักจะบีบอัดวัสดุฟิสไซล์ให้อยู่ใน สถานะ วิกฤตยิ่งยวดและเริ่มปฏิกิริยาลูกโซ่ฟิส ชัน ^{[ 33 ]}
2. อนุภาคหลักที่เกิดการแตกตัวจะปล่อยรังสีเอกซ์ ความร้อน ซึ่ง "สะท้อน" ไปตามด้านในของปลอกหุ้ม และฉายรังสีไปยังโฟมโพลีสไตรีน^{[ 33 ]}
3. โฟมที่ได้รับรังสีจะกลายเป็นพลาสมา ร้อน ดัน ไปที่แทมเปอร์ของตัวรอง บีบอัดให้แน่น และเริ่มปฏิกิริยาลูกโซ่ฟิสชันในหัวเทียน^{[ 33 ]}
4. เชื้อเพลิงลิเธียมดิวเทอไรด์ถูกอัดและให้ความร้อนสูงจนถึงอุณหภูมิเทอร์โมนิวเคลียร์โดยแรงดันจากทั้งสองด้าน (จากด้านปฐมภูมิและด้านหัวเทียน) นอกจากนี้ การถูกยิงด้วยนิวตรอนทำให้แต่ละ อะตอมของ ลิเธียม-6 ( ^6Li ) แตกออกเป็นอะตอมของทริเทียมหนึ่งอะตอมและอนุภาคอัลฟา หนึ่ง อนุภาค จากนั้นปฏิกิริยาฟิวชันระหว่างทริเทียมและดิวเทอเรียมจะเริ่มต้นขึ้น ปล่อยนิวตรอนออกมาอีกมากมายและพลังงานมหาศาล
5. เชื้อเพลิงที่เกิดปฏิกิริยาฟิวชันจะปล่อยนิวตรอนพลังงานสูง  ออก มาเป็นจำนวนมาก (14 MeV  [2.2  pJ ]) ซึ่งจะแผ่รังสีไปยังบริเวณนั้น²³⁸แทมเปอร์ U (หรือ²³⁸(เปลือกของระเบิด ยูเรเนียม ) ทำให้เกิดปฏิกิริยาฟิชชันอย่างรวดเร็ว ซึ่งให้พลังงานประมาณครึ่งหนึ่งของพลังงานทั้งหมด

นี่จะเป็นการเสร็จสิ้นลำดับปฏิกิริยาฟิชชัน-ฟิวชัน-ฟิชชัน ฟิวชันนั้นแตกต่างจากฟิชชันตรงที่ค่อนข้างสะอาด มันปล่อยพลังงานออกมาแต่ไม่มีผลิตภัณฑ์กัมมันตรังสี ที่เป็นอันตราย หรือกัมมันตรังสีตกค้าง จำนวนมาก อย่างไรก็ตาม ปฏิกิริยาฟิชชัน โดยเฉพาะปฏิกิริยาฟิชชันสุดท้าย จะปล่อยผลิตภัณฑ์ฟิชชันและกัมมันตรังสีตกค้างออกมาอย่างมหาศาล หากละเว้นขั้นตอนฟิชชันสุดท้าย โดยการเปลี่ยนตัวกั้นยูเรเนียมเป็นตะกั่ว เป็นต้นแรงระเบิดโดยรวมจะลดลงประมาณครึ่งหนึ่ง แต่ปริมาณกัมมันตรังสีตกค้างจะค่อนข้างต่ำระเบิดนิวตรอนเป็นระเบิดไฮโดรเจนที่มีตัวกั้นบางโดยเจตนา เพื่อให้นิวตรอนฟิวชันความเร็วสูงหลุดรอดออกไปได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

คำวิจารณ์ทางเทคนิคในปัจจุบันเกี่ยวกับแนวคิดเรื่อง "แรงดันพลาสมาโฟม" มุ่งเน้นไปที่การวิเคราะห์ที่ไม่เป็นความลับจากสาขาฟิสิกส์พลังงานสูงที่คล้ายคลึงกัน ซึ่งบ่งชี้ว่าแรงดันที่เกิดจากพลาสมาดังกล่าวจะเป็นเพียงตัวคูณเล็กน้อยของแรงดันโฟตอนพื้นฐานภายในเคสการแผ่รังสี และวัสดุโฟมที่รู้จักกันโดยทั่วไปมีประสิทธิภาพการดูดซับรังสีแกมมาและ รังสี เอ็กซ์จากแหล่งกำเนิดหลักต่ำมาก พลังงานส่วนใหญ่ที่เกิดขึ้นจะถูกดูดซับโดยผนังของเคสการแผ่รังสีหรือตัวกั้นรอบแหล่งกำเนิดรอง การวิเคราะห์ผลกระทบของพลังงานที่ถูกดูดซับนั้นนำไปสู่กลไกที่สาม: การระเหย (ablation )

เปลือกนอกของชุดประกอบรองเรียกว่า "แทมเปอร์-พุชเชอร์" หน้าที่ของแทมเปอร์ในระเบิดแบบอิมพลอชั่นคือการชะลอการขยายตัวของเชื้อเพลิงที่ทำปฏิกิริยา (ซึ่งเป็นพลาสมาที่มีอุณหภูมิสูงและหนาแน่น) จนกว่าเชื้อเพลิงจะถูกใช้หมดและเกิดการระเบิดอย่างสมบูรณ์ วัสดุของแทมเปอร์เดียวกันนี้ยังทำหน้าที่เป็นพุชเชอร์ด้วย กล่าวคือเป็นตัวกลางที่ถ่ายโอนแรงดันภายนอก (แรงที่กระทำต่อพื้นที่ผิวของชุดประกอบรอง) ไปยังมวลของเชื้อเพลิงฟิวชั่น

กลไกการกัดกร่อนแบบแทมเปอร์-พุชเชอร์ที่เสนอมานั้นสันนิษฐานว่า ชั้นนอกของแทมเปอร์-พุชเชอร์ในเครื่องปฏิกรณ์เทอร์โมนิวเคลียร์ทุติยภูมิจะถูกความร้อนสูงมากจากรังสีเอ็กซ์ของเครื่องปฏิกรณ์ปฐมภูมิ ทำให้เกิดการขยายตัวอย่างรุนแรงและกัดกร่อนออกไป (หลุดออกไป) เนื่องจากโมเมนตัมรวมถูกอนุรักษ์ มวลของเศษวัสดุที่พุ่งออกมาด้วยความเร็วสูงนี้จะผลักดันส่วนที่เหลือของแทมเปอร์-พุชเชอร์ให้หดตัวเข้าด้านในด้วยแรงมหาศาล บดขยี้เชื้อเพลิงฟิวชันและหัวเทียน แทมเปอร์-พุชเชอร์ถูกสร้างขึ้นอย่างแข็งแรงพอที่จะเป็นฉนวนป้องกันเชื้อเพลิงฟิวชันจากความร้อนสูงภายนอก มิฉะนั้น การอัดอากาศจะเสียไป

การคำนวณคร่าวๆ สำหรับผลกระทบจากการกัดกร่อนขั้นพื้นฐานนั้นค่อนข้างง่าย: พลังงานจากแหล่งกำเนิดหลักจะกระจายอย่างสม่ำเสมอไปยังพื้นผิวทั้งหมดภายในปลอกหุ้มรังสีด้านนอก โดยส่วนประกอบต่างๆ จะเข้าสู่สมดุลทางความร้อนจากนั้นจึงวิเคราะห์ผลกระทบของพลังงานความร้อนนั้น พลังงานส่วนใหญ่จะถูกสะสมอยู่ภายในความหนา ประมาณหนึ่งเท่าของรังสีเอกซ์ จากพื้นผิวด้านนอกของตัวดัน/ตัวกระทุ้ง และสามารถคำนวณอุณหภูมิของชั้นนั้นได้ จากนั้นจึงคำนวณความเร็วที่พื้นผิวขยายตัวออกไป และจาก สมดุล โมเมนตัม แบบนิวตันพื้นฐาน จะคำนวณ ความเร็วที่ส่วนที่เหลือของตัวกระทุ้งยุบตัวเข้าด้านใน

การนำการคำนวณในรูปแบบที่ละเอียดกว่านั้นมาใช้กับอุปกรณ์ Ivy Mike จะได้ความเร็วในการขยายตัวของก๊าซผลักดันที่กลายเป็นไออยู่ที่ 290 กิโลเมตรต่อวินาที (29 ซม./ไมโครวินาที) และความเร็วในการยุบตัวอาจอยู่ที่ 400 กิโลเมตรต่อวินาที (40 ซม./ไมโครวินาที) หาก+มวลของแทมเปอร์/พุชเชอร์ทั้งหมด 3/4 จะ ถูกกัดกร่อนออกไป ซึ่ง เป็น สัดส่วนที่มีประสิทธิภาพด้านพลังงานมากที่สุด สำหรับ W-80ความเร็วการขยายตัวของก๊าซอยู่ที่ประมาณ 410 กม./วินาที (41 ซม./ไมโครวินาที) และความเร็วการยุบตัวอยู่ที่ 570 กม./วินาที (57 ซม./ไมโครวินาที) ความดันเนื่องจากวัสดุที่ถูกกัดกร่อนคำนวณได้เป็น 5.3 พันล้านบาร์ (530 ล้านล้านปาสคาล ) ในอุปกรณ์ Ivy Mike และ 64 พันล้านบาร์ (6.4 พันล้านล้านปาสคาล) ในอุปกรณ์ W-80 ^{[ 29 ]}

เมื่อเปรียบเทียบกลไกทั้งสามที่เสนอมา จะเห็นได้ว่า:

แรงดันการกัดกร่อนที่คำนวณได้นั้นสูงกว่าแรงดันพลาสมาที่เสนอไว้ถึงหนึ่งลำดับความ magnitud และสูงกว่าแรงดันรังสีที่คำนวณได้เกือบสองลำดับความ magnitud ไม่มีการเสนอวิธีการใด ๆ เพื่อหลีกเลี่ยงการดูดซับพลังงานเข้าไปในผนังเคสรังสีและการรบกวนรอง ทำให้การกัดกร่อนดูเหมือนจะหลีกเลี่ยงไม่ได้

รายงานการเปิดเผยข้อมูลอย่างเป็นทางการ ของกระทรวงกลาโหมสหรัฐฯระบุว่าวัสดุพลาสติกโฟมถูกใช้หรืออาจถูกใช้ในซับในเคสรังสี และแม้ว่าแรงดันพลาสมาโดยตรงจะต่ำ แต่ก็อาจมีประโยชน์ในการชะลอการระเหยจนกว่าพลังงานจะกระจายอย่างสม่ำเสมอและมีสัดส่วนที่เพียงพอไปถึงตัวดัน/ตัวหยุดของตัวรอง^{[ 34 ]}

หนังสือDark Sun ของ Richard Rhodesระบุว่าชั้นโฟมพลาสติกหนา 25 มิลลิเมตร (1 นิ้ว) ถูกยึดติดกับแผ่นตะกั่วด้านในของปลอกเหล็ก Ivy Mike โดยใช้ตะปูทองแดง Rhodes อ้างถึงนักออกแบบระเบิดหลายคนอธิบายว่าชั้นโฟมพลาสติกด้านในปลอกด้านนอกมีไว้เพื่อชะลอการระเหยและแรงสะท้อนกลับของปลอกด้านนอก หากไม่มีโฟม โลหะจะระเหยจากด้านในของปลอกด้านนอกด้วยแรงกระตุ้นขนาดใหญ่ ทำให้ปลอกสะท้อนกลับออกไปอย่างรวดเร็ว จุดประสงค์ของปลอกคือการกักเก็บการระเบิดให้นานที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ทำให้เกิดการระเหยของรังสีเอ็กซ์บนพื้นผิวโลหะของขั้นที่สองได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพื่อบีบอัดขั้นที่สองอย่างมีประสิทธิภาพ เพิ่มผลผลิตฟิวชั่นให้สูงสุด โฟมพลาสติกมีความหนาแน่นต่ำ จึงทำให้เกิดแรงกระตุ้นน้อยกว่าเมื่อระเหยเมื่อเทียบกับโลหะ^{[ 34 ]}

มีการเสนอรูปแบบการออกแบบอาวุธที่อาจเปลี่ยนแปลงได้หลายแบบ:

• มีการเสนอให้ผลิตชิ้นส่วนสำหรับงัดแงะหรือตัวเรือนอย่างใดอย่างหนึ่งจากวัสดุ²³⁵ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะสูง ( U ) ในชั้นเปลือกหุ้มฟิสชันสุดท้าย ซึ่งมีราคาแพงกว่ามาก²³⁵ยูเรเนียมยังสามารถเกิดปฏิกิริยาฟิชชันได้ด้วยนิวตรอนเร็วเช่นเดียวกับ...²³⁸ยูเรเนียมในยูเรเนียมที่หมดสภาพหรือยูเรเนียมธรรมชาติ แต่ประสิทธิภาพการแตกตัวเป็นนิวเคลียสสูงกว่า เนื่องจาก...²³⁵นิวเคลียส ของยูเรเนียมยังเกิดการแตกตัวด้วยนิวตรอนความเร็วต่ำอีกด้วย (²³⁸นิวเคลียส ของยูเรเนียมต้องการพลังงานขั้นต่ำประมาณ 1 เมกะอิเล็กตรอนโวลต์ (0.16 พิโคจูล) และเนื่องจากนิวตรอนที่เคลื่อนที่ช้ากว่าเหล่านี้ถูกผลิตขึ้นโดยปฏิกิริยาฟิชชันอื่นๆ²³⁵นิวเคลียส Uในปลอกหุ้ม (กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ²³⁵ยูเรเนียมสนับสนุนปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ ในขณะที่²³⁸(Uไม่เป็นเช่นนั้น) นอกจากนี้ a²³⁵ปลอกหุ้ม ยูเรเนียมส่งเสริมการเพิ่มจำนวนนิวตรอน ในขณะที่²³⁸นิวเคลียส ของยูเรเนียมจะดูดซับนิวตรอนจากปฏิกิริยาฟิวชันในกระบวนการฟิสชันเร็ว โดยใช้เปลือกหุ้มฟิสชัน/ฟิสไซล์ขั้นสุดท้ายของ²³⁵ดังนั้น การใช้ยูเรเนียมจะช่วยเพิ่มผลผลิตของระเบิดเทลเลอร์-อูแลม เมื่อเทียบกับปลอกหุ้มยูเรเนียมที่ลดทอนความเข้มข้นหรือยูเรเนียมธรรมชาติ ข้อเสนอนี้ได้รับการเสนอขึ้นโดยเฉพาะสำหรับ หัวรบ W87 ที่ดัดแปลงใช้กับขีปนาวุธข้ามทวีป LGM-30 Minuteman IIIที่ใช้งานอยู่ในปัจจุบัน
• ในคำอธิบายบางส่วน มีโครงสร้างภายในเพิ่มเติมเพื่อป้องกันไม่ให้ตัวรองได้รับนิวตรอนมากเกินไปจากตัวหลัก
• ภายในตัวเรือนอาจมีการกลึงขึ้นรูปพิเศษเพื่อ "สะท้อน" รังสีเอ็กซ์หรือไม่ก็ได้ การ "สะท้อน" รังสีเอ็กซ์นั้นไม่เหมือนกับการสะท้อนของแสงจากกระจกแต่เป็นการที่วัสดุสะท้อนแสงถูกความร้อนจากรังสีเอ็กซ์ ทำให้วัสดุนั้นปล่อยรังสีเอ็กซ์ออกมาซึ่งจะเดินทางไปยังตัวรับรังสีเอ็กซ์ตัวที่สอง

โดยทั่วไปแล้ว ระเบิดนิวเคลียร์ส่วนใหญ่ไม่มี "ขั้นตอน" ที่สาม นั่นคือ ขั้นตอนการอัดตัวครั้งที่สาม ซึ่งเป็นขั้นตอนการหลอมรวมเพิ่มเติมที่ถูกอัดโดยขั้นตอนการหลอมรวมก่อนหน้า การแตกตัวของยูเรเนียมชั้นสุดท้าย ซึ่งให้ผลผลิตประมาณครึ่งหนึ่งในระเบิดขนาดใหญ่ ไม่นับเป็น "ขั้นตอน" ในศัพท์เฉพาะนี้

สหรัฐฯ ทดสอบระเบิดสามขั้นตอนในการระเบิดหลายครั้งระหว่างปฏิบัติการเรดวิงแต่เชื่อกันว่าได้ใช้งานเพียงรุ่นสามขั้นตอนเดียวเท่านั้น กล่าวคือ ระเบิดที่มีขั้นตอนฟิสชัน ตามด้วยขั้นตอนฟิวชัน และสุดท้ายบีบอัดขั้นตอนฟิวชันอีกครั้ง ระเบิดนิวเคลียร์ B41 ขนาด 25 เมกะตัน (100 เพตาจูล) ที่ออกแบบโดยสหรัฐฯ นี้มีน้ำหนักมากแต่มีประสิทธิภาพสูง (กล่าวคือผลผลิตอาวุธนิวเคลียร์ต่อหน่วยน้ำหนักระเบิด) ^{[ 35 ]}เชื่อกันว่าสหภาพโซเวียตใช้หลายขั้นตอน (รวมถึงขั้นตอนฟิวชันขั้นที่สามมากกว่าหนึ่งขั้นตอน) ในระเบิด Tsar Bomba ขนาด 50 เมกะตัน (210 เพตาจูล) ซึ่งตั้งใจใช้งานที่ 100 เมกะตัน (420 เพตาจูล) ปลอกฟิสชันสามารถเปลี่ยนเป็นตะกั่วได้ เช่นเดียวกับที่ทำใน Tsar Bomba หากมีการสร้างระเบิดไฮโดรเจนจากโครงสร้างอื่นนอกเหนือจากที่อิงตามการออกแบบของ Teller–Ulam ข้อเท็จจริงนั้นก็ไม่เป็นที่ทราบกันโดยทั่วไป ข้อยกเว้นที่เป็นไปได้คือการออกแบบ Sloika ในช่วงต้นของโซเวียต

โดยพื้นฐานแล้ว การกำหนดค่า Teller–Ulam อาศัยการเกิดการยุบตัวอย่างน้อยสองครั้ง: ประการแรก วัตถุระเบิดแบบดั้งเดิม (ทางเคมี) ในขั้นตอนหลักจะบีบอัดแกนฟิสไซล์ ส่งผลให้เกิดการระเบิดฟิสชันที่ทรงพลังกว่าการระเบิดทางเคมีเพียงอย่างเดียวหลายเท่า (ขั้นตอนแรก) ประการที่สอง รังสีจากการฟิสชันของขั้นตอนหลักจะถูกนำมาใช้เพื่อบีบอัดและจุดประกายขั้นตอนฟิวชันขั้นที่สอง ส่งผลให้เกิดการระเบิดฟิวชันที่ทรงพลังกว่าการระเบิดฟิสชันเพียงอย่างเดียวหลายเท่า ห่วงโซ่การบีบอัดนี้สามารถดำเนินต่อไปได้ด้วยขั้นตอนฟิวชันขั้นที่สามจำนวนเท่าใดก็ได้ โดยแต่ละขั้นตอนจะจุดประกายเชื้อเพลิงฟิวชันเพิ่มเติมในขั้นตอนถัดไป^{[ 36 ] : 192–193 [ 37 ]}แม้ว่าเรื่องนี้จะเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ก็ตาม ในที่สุด ระเบิดที่มีประสิทธิภาพ (แต่ไม่ใช่ ระเบิดนิวตรอนที่เรียกว่า) จะจบลงด้วยการแตกตัวของยูเรเนียมธรรมชาติขั้นสุดท้าย ซึ่งโดยปกติแล้วไม่สามารถทำได้หากปราศจากฟลักซ์นิวตรอนที่เกิดจากปฏิกิริยาฟิวชันในขั้นตอนที่สองหรือสาม การออกแบบดังกล่าวได้รับการแนะนำว่าสามารถขยายขนาดให้มีผลผลิตขนาดใหญ่ตามต้องการได้ (โดยมีขั้นตอนฟิวชันมากเท่าที่ต้องการ) ^{[ 36 ] : 192–193 [ 37 ]}ซึ่งอาจถึงระดับ " อุปกรณ์ทำลายล้างโลก " อย่างไรก็ตาม โดยปกติแล้วอาวุธดังกล่าวจะมีขนาดไม่เกินสิบสองเมกะตัน ซึ่งโดยทั่วไปถือว่าเพียงพอที่จะทำลายเป้าหมายที่แข็งแกร่งที่สุดได้ (ตัวอย่างเช่น สถานที่ควบคุมเช่นCheyenne Mountain Complex ) แม้แต่ระเบิดขนาดใหญ่ดังกล่าวก็ถูกแทนที่ด้วยระเบิด นิวเคลียร์ทำลายบังเกอร์ที่ มีผลผลิตน้อยกว่า

สำหรับการทำลายเมืองและเป้าหมายที่ไม่แข็งแกร่ง การแบ่งมวลของหัวรบขีปนาวุธเดี่ยวออกเป็นระเบิด MIRV ขนาดเล็กหลายลูก เพื่อกระจายพลังงานจากการระเบิดไปยังพื้นที่ "แผ่นบาง" นั้นมีประสิทธิภาพมากกว่ามากในแง่ของพื้นที่ทำลายล้างต่อหน่วยพลังงานของระเบิด หลักการนี้ยังใช้ได้กับระเบิดเดี่ยวที่ส่งโดยขีปนาวุธร่อนหรือระบบอื่นๆ เช่น เครื่องบินทิ้งระเบิด ส่งผลให้หัวรบส่วนใหญ่ที่ใช้ในโครงการของสหรัฐฯ มีกำลังระเบิดน้อยกว่า 500 กิโลตัน (2,100 เทราจูล)

ในหนังสือDark Sun: The Making of the Hydrogen Bomb ปี 1995 ของเขา ผู้เขียนRichard Rhodesได้อธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับส่วนประกอบภายในของอุปกรณ์ " Ivy Mike " Sausageโดยอิงจากข้อมูลที่ได้จากการสัมภาษณ์อย่างกว้างขวางกับนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรที่ประกอบอุปกรณ์ดังกล่าว ตามที่ Rhodes กล่าว กลไกที่แท้จริงสำหรับการบีบอัดส่วนรองนั้นเป็นการผสมผสานระหว่างแรงดันรังสี แรงดันพลาสมาโฟม และทฤษฎีการกัดเซาะของตัวดันและตัวแทรก รังสีจากส่วนหลักทำให้โฟมโพลีเอทิลีนที่บุภายในปลอกร้อนขึ้นจนกลายเป็นพลาสมา จากนั้นจึงแผ่รังสีกลับเข้าไปในตัวดันของส่วนรอง ทำให้พื้นผิวของมันกัดเซาะและผลักเข้าไปด้านใน บีบอัดส่วนรอง จุดประกายหัวเทียน และทำให้เกิดปฏิกิริยาฟิวชัน ความสามารถในการใช้งานทั่วไปของหลักการนี้ยังไม่ชัดเจน^{[ 24 ]}

ระเบิดนิวเคลียร์แบบ Ripple เป็นอุปกรณ์ที่สะอาดที่สุด (มีอัตราส่วนการหลอมรวมนิวเคลียร์สูงสุด) และมีอัตราส่วนผลผลิตต่อน้ำหนักสูงสุดที่เคยทดสอบมา มันถูกทดสอบในระหว่างปฏิบัติการโดมินิก ในปี 1962 แตกต่างจากระเบิดสะอาดรุ่นก่อนๆ ซึ่งสะอาดเพียงแค่เปลี่ยนตัวจุดระเบิดยูเรเนียม-238 ด้วยตะกั่ว Ripple นั้นสะอาดโดยเนื้อแท้ หัวเทียนฟิสชันถูกแทนที่ด้วยแกนก๊าซดิวเทอเรียม-ทริเทียมขนาดใหญ่ ล้อมรอบด้วยเปลือกลิเธียมดิวเทอไรด์ที่บางกว่า สันนิษฐานว่าเปลือกบางๆ ที่เรียงตัวเป็นวงกลมของวัสดุที่มีเลขอะตอมสูง เช่น ตะกั่ว ซึ่งถูกขับเคลื่อนโดยระเบิดหลัก Kinglet ขนาดเล็ก ทำให้เกิดคลื่นกระแทกต่อเนื่องไปยังแกนกลาง รักษาการเผาไหม้เทอร์โมนิวเคลียร์และเป็นที่มาของชื่ออุปกรณ์ การออกแบบได้รับอิทธิพลจากสาขาการหลอมรวมนิวเคลียร์แบบกักเก็บด้วยแรงเฉื่อย ที่เพิ่งเริ่มต้น Ripple ยังมีประสิทธิภาพสูงมาก มีการวางแผนสำหรับผลผลิต 15 กิโลตันต่อกิโลกรัม การทดลอง Shot Androscoggin ใช้การออกแบบ Ripple เพื่อพิสูจน์แนวคิด ส่งผลให้เกิดการระเบิดขนาด 63 กิโลตัน (ต่ำกว่าที่คาดการณ์ไว้ที่ 15 เมกะตันอย่างมาก) และได้ทำซ้ำในการทดลอง Shot Housatonic ซึ่งส่งผลให้เกิดการระเบิดขนาด 9.96 เมกะตัน โดยมีรายงานว่าเป็นการหลอมรวมนิวเคลียร์มากกว่า 99.9%

แม้ว่าจะมีน้ำหนักเบามาก แต่การใช้ก๊าซ DT ในปริมาณมากทำให้หัวรบมีความหนาแน่นต่ำและมีปริมาตรสูง ในบรรดาขีปนาวุธข้ามทวีปของสหรัฐฯ มีเพียง Titan II เท่านั้นที่มีความกว้างเพียงพอที่จะส่งหัวรบนี้ได้ แต่กองทัพได้เปลี่ยนไปใช้ขีปนาวุธMinuteman ที่มีขนาดเล็กกว่าแล้ว ^{[ 18 ]}

ในปี 1999 นักข่าวของหนังสือพิมพ์ซานโฮเซ เมอร์คิวรี นิวส์ รายงานว่า หัวรบนิวเคลียร์W88ของสหรัฐฯ ซึ่งเป็นหัวรบ MIRV ขนาดเล็กที่ใช้กับขีปนาวุธนำวิถีจากเรือดำ น้ำไทรเดนต์ IIนั้น มี ส่วนประกอบหลัก เป็นรูปทรงรี (รหัส โคโมโด ) และส่วนประกอบรองเป็นทรงกลม (รหัส เคอร์ซา ) อยู่ภายในปลอกหุ้มรังสีรูปทรงพิเศษ (ที่รู้จักกันในชื่อ "รูปทรงถั่วลิสง" เนื่องจากรูปร่างของมัน) ข้อดีของ ส่วนประกอบหลัก รูปทรงไข่นั้นเห็นได้ชัดว่าอยู่ที่ข้อจำกัดของหัวรบ MIRV คือเส้นผ่านศูนย์กลางของส่วนประกอบหลัก หากสามารถสร้างส่วนประกอบหลักรูปทรงไข่ให้ใช้งานได้อย่างเหมาะสม หัวรบ MIRV ก็จะสามารถทำให้มีขนาดเล็ลงได้อย่างมาก แต่ยังคงให้การระเบิดที่มีอานุภาพสูง หัวรบ W88 สามารถให้พลังงาน TNT สูงถึง 475 กิโลตัน (1,990 TJ) โดยมีแพ็คเกจฟิสิกส์ยาว 1,750 มม. (68.9 นิ้ว) มีเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุด 550 มม. (21.8 นิ้ว) และจากการประมาณการต่างๆ มีน้ำหนักอยู่ในช่วง 175 ถึง 360 กิโลกรัม (386 ถึง 794 ปอนด์) ^{[ 38 ]}หัวรบที่เล็กกว่าช่วยให้สามารถติดตั้งหัวรบจำนวนมากขึ้นบนขีปนาวุธลูกเดียวและปรับปรุงคุณสมบัติการบินพื้นฐาน เช่น ความเร็วและระยะทาง^{[ 39 ]}

ประเทศ	การทดสอบครั้งแรกโดยการออกแบบอาวุธนิวเคลียร์
	การแตกตัว	ปี	การแตกตัวที่เพิ่มขึ้น	ปี	หลายขั้นตอน	ปี	หลายขั้นตอนที่มีกำลังมากกว่าหนึ่งเมกะตัน	ปี
สหรัฐอเมริกา	ทรีนิตี้	พ.ศ. 2488	รายการ	1951	จอร์จ	1951	ไอวี่ ไมค์	1952
สหภาพโซเวียต	อาร์ดีเอส-1	1949	อาร์ดีเอส-6ส	1953	อาร์ดีเอส-37	1955	อาร์ดีเอส-37	1955
สหราชอาณาจักร	ปฏิบัติการเฮอริเคน	1952	จี1	1956	การต่อสู้แบบจับล็อก 1	1957	แกร็ปเปิล เอ็กซ์	1957
ฝรั่งเศส	เจอร์บอยส์ บลู	1960	ริเกล	พ.ศ. 2509	คาโนปัส	1968	คาโนปัส	1968
จีน	596	พ.ศ. 2507	596 ลิตร	พ.ศ. 2509	629	พ.ศ. 2509	639	พ.ศ. 2510
อินเดีย	ปฏิบัติการพระพุทธรูปยิ้ม	พ.ศ. 2517			ปฏิบัติการศักติ ( ถูกตั้งคำถาม )	1998	ไม่มีข้อมูล
ปากีสถาน	ชาไกที่ 1	1998	ชาไกที่ 1	1998	ไม่มีข้อมูล		—
เกาหลีเหนือ	#2	2009			#4 ( ยังไม่ยืนยัน ) #6 ( ยังไม่ยืนยัน )	2016 2017	—
อิสราเอล	ดูอาวุธนิวเคลียร์และอิสราเอล § การทดสอบนิวเคลียร์						—
แอฟริกาใต้	ดูข้อมูลเกี่ยวกับแอฟริกาใต้และอาวุธทำลายล้างสูง § อาวุธนิวเคลียร์						—

แนวคิดเรื่องระเบิดฟิวชั่นเทอร์โมนิวเคลียร์ที่จุดชนวนโดยระเบิดฟิสชั่นขนาดเล็กกว่านั้น เสนอโดยEnrico Fermi ให้กับ Edward Tellerเพื่อนร่วมงานของเขาขณะที่พวกเขากำลังพูดคุยกันที่มหาวิทยาลัยโคลัมเบียในเดือนกันยายน พ.ศ. 2484 ^{[ 24 ] : 207} ในช่วงเริ่มต้นของสิ่งที่ต่อมาจะกลายเป็นโครงการแมนฮัตตัน [ ^{5 ] Teller}ใช้เวลาส่วนใหญ่ในโครงการแมนฮัตตันพยายามคิดหาวิธีทำให้การออกแบบนี้ใช้งานได้ โดยเขาชอบมันมากกว่าการทำงานเกี่ยวกับระเบิดปรมาณู และในช่วงปีสุดท้ายของโครงการ เขาได้รับมอบหมายให้ทำงานนี้โดยเฉพาะ^{[ 24 ] : 117, 248} อย่างไรก็ตาม เมื่อสงครามโลกครั้งที่สองสิ้นสุดลง ก็ไม่มีแรงผลักดันมากนักที่จะทุ่มเททรัพยากรจำนวนมากให้กับSuperซึ่งเป็นชื่อที่รู้จักกันในขณะนั้น^{[ 40 ] : 202 [ 41 ]}

การทดสอบระเบิดปรมาณูครั้งแรกโดยสหภาพโซเวียตในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2492 เกิดขึ้นเร็วกว่าที่ชาวอเมริกันคาดไว้ และในช่วงหลายเดือนต่อมา มีการถกเถียงกันอย่างเข้มข้นภายในรัฐบาลสหรัฐฯ กองทัพ และชุมชนวิทยาศาสตร์ เกี่ยวกับว่าจะดำเนินการพัฒนาระเบิดนิวเคลียร์ที่มีอานุภาพมากกว่าหรือไม่^{[ 42 ] : 1–2} การถกเถียงครอบคลุมประเด็นต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับยุทธศาสตร์ การปฏิบัติ และศีลธรรม^{[ 42 ] : 16} ในรายงานของคณะกรรมการที่ปรึกษาทั่วไปโรเบิร์ต โอปเพนไฮเมอร์ เฟอร์มิ และเพื่อนร่วมงาน ได้เตือนถึงความสูญเสียของพลเรือนที่อาจเกิดขึ้นจากการใช้งาน โดยระบุว่าเป็น "อาวุธแห่งการฆ่าล้างเผ่าพันธุ์" และสรุปว่า "[อันตรายร้ายแรงต่อมนุษยชาติที่เกิดขึ้นจากข้อเสนอ [ในการพัฒนาอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์] มีน้ำหนักมากกว่าข้อได้เปรียบทางทหารใดๆ อย่างสิ้นเชิง" ^{[ 43 ]} แม้จะมีข้อโต้แย้งดังกล่าว แต่ในวันที่ 31 มกราคม พ.ศ. 2493 ประธานาธิบดีแฮร์รี เอส. ทรูแมนได้ตัดสินใจที่จะดำเนินการพัฒนาอาวุธใหม่นี้ต่อไป^{[ 40 ] : 212–214}

เทลเลอร์และนักฟิสิกส์ชาวอเมริกันคนอื่นๆ พยายามอย่างหนักเพื่อหาการออกแบบที่ใช้งานได้^{[ 42 ] : 91–92} สตานิสลาว อูแลมผู้ร่วมงานของเทลเลอร์ ได้ก้าวไปสู่แนวคิดสำคัญแรกๆ ในการออกแบบฟิวชั่นที่ใช้งานได้ นวัตกรรมสองอย่างของอูแลมที่ทำให้ระเบิดฟิวชั่นใช้งานได้จริงคือ การบีบอัดเชื้อเพลิงเทอร์โมนิวเคลียร์ก่อนการให้ความร้อนสูงเป็นแนวทางที่ใช้งานได้จริงไปสู่เงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการเกิดฟิวชั่น และแนวคิดของการจัดวางหรือวางส่วนประกอบเทอร์โมนิวเคลียร์แยกต่างหากไว้นอกส่วนประกอบหลักของการแตกตัว และใช้ส่วนประกอบหลักในการบีบอัดส่วนประกอบรอง เทลเลอร์จึงตระหนักว่ารังสีแกมมาและรังสีเอ็กซ์ที่ผลิตในส่วนประกอบหลักสามารถถ่ายโอนพลังงานไปยังส่วนประกอบรองได้มากพอที่จะสร้างการระเบิดและการเผาไหม้ฟิวชั่นที่ประสบความสำเร็จ หากชุดประกอบทั้งหมดถูกห่อหุ้มด้วยโพรงหรือกล่องรังสี^{[ 5 ]}

การยิง "จอร์จ" ในปฏิบัติการกรีนเฮาส์เมื่อวันที่ 9 พฤษภาคม พ.ศ. 2494 ได้ทดสอบแนวคิดพื้นฐานเป็นครั้งแรกในขนาดเล็กมาก เนื่องจากการปล่อยพลังงานฟิวชั่นนิวเคลียร์ที่ประสบความสำเร็จ (โดยไม่สามารถควบคุมได้) ครั้งแรก ซึ่งคิดเป็นสัดส่วนเล็กน้อยของ  ผลผลิตรวม 225 กิโลตัน (940  เทราจูล ) ^{[ 44 ]}ทำให้เกิดความคาดหวังว่าแนวคิดนี้จะได้ผล เมื่อวันที่ 1 พฤศจิกายน พ.ศ. 2495 การกำหนดค่า Teller–Ulam ได้รับการทดสอบในขนาดเต็มรูปแบบในการ ยิง ไมค์ของปฏิบัติการไอวีบนเกาะแห่งหนึ่งในอะทอลล์เอเนเวตักโดยมีผลผลิต 10.4  เมกะตัน (44  เพตาจูล ) (ทรงพลังกว่าระเบิดที่ทิ้งลงบนนางาซากิในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 มากกว่า 450 เท่า ) อุปกรณ์นี้ถูกขนานนามว่าSausageสร้างขึ้นโดยRichard Garwinซึ่งได้รับมอบหมายงานนี้จากEdward Teller ^{[ 45 ] [ 46 ] [ 47 ]}เรื่องนี้ไม่เป็นที่รู้จักกันอย่างแพร่หลายจนกระทั่งปี 2001 เนื่องจากการมีส่วนร่วมของเขาถูกเก็บเป็นความลับ^{[ 48 ]} มันใช้ระเบิดฟิสชันขนาดใหญ่พิเศษเป็น "ตัวกระตุ้น" และดิวเทอเรียมเหลว—ซึ่งถูกรักษาให้อยู่ในสถานะของเหลวโดย อุปกรณ์ ไครโอเจนิก หนัก 20 ตัน (18  ตัน ) —เป็นเชื้อเพลิงฟิวชัน และมีน้ำหนักรวมประมาณ 80 ตัน (73  ตัน )

เชื้อเพลิงดิวเทอเรียมเหลวของ Ivy Mike ไม่เหมาะสมสำหรับการใช้งานเป็นอาวุธ และความก้าวหน้าต่อไปคือการใช้ เชื้อเพลิงฟิวชั่น ลิเธียมดิวเทอไรด์ แข็งแทน ในปี 1954 ได้มีการทดสอบใน " Castle Bravo " (อุปกรณ์นี้มีชื่อรหัสว่าShrimp ) ซึ่งมีกำลังระเบิด 15 เมกะตัน (63 เพตาจูล) มากกว่าที่คาดไว้ถึง 2.5 เท่า และเป็นระเบิดที่ใหญ่ที่สุดของสหรัฐฯ ที่เคยทดสอบ ความพยายามเปลี่ยนไปสู่การพัฒนาอาวุธ Teller–Ulam ขนาดเล็กที่สามารถบรรจุลงในขีปนาวุธข้ามทวีปและขีปนาวุธที่ยิงจากเรือดำน้ำได้ภายในปี 1960 ด้วยหัวรบW47 ^{[ 49 ]}ที่ติดตั้งบนเรือดำน้ำขีปนาวุธPolaris หัวรบระดับเมกะตันมีขนาดเล็กเพียง 460 มม. (18 นิ้ว) ในเส้นผ่านศูนย์กลางและน้ำหนัก 330 กิโลกรัม (720 ปอนด์) นวัตกรรมเพิ่มเติมในการย่อขนาดหัวรบเกิดขึ้นในช่วงกลางทศวรรษ 1970 เมื่อมีการสร้างเวอร์ชันของการออกแบบ Teller–Ulam ที่สามารถบรรจุหัวรบได้สิบหัวหรือมากกว่านั้นที่ปลายขีปนาวุธ MIRV ขนาดเล็ก^{[ 20 ]}

การออกแบบนิวเคลียร์ฟิวชั่นครั้งแรกของโซเวียต พัฒนาโดยอันเดรย์ ซาคาโรฟและวิทาลี กินซ์เบิร์กในปี 1949 (ก่อนที่โซเวียตจะมีระเบิดฟิสชันที่ใช้งานได้จริง) ได้รับการตั้งชื่อว่าสโลอิกา ​​ตามชื่อ เค้กหลายชั้นของรัสเซียและไม่ได้ใช้โครงสร้างแบบเทลเลอร์-อูแลม มันใช้วัสดุฟิสไซล์สลับชั้นกับเชื้อเพลิงฟิวชั่นลิเธียมดิวเทอไรด์ที่เติมทริเทียม (ต่อมาถูกเรียกว่า "แนวคิดแรกของซาคาโรฟ") แม้ว่านิวเคลียร์ฟิวชั่นอาจทำได้ในทางเทคนิค แต่ก็ไม่มีคุณสมบัติการขยายขนาดแบบอาวุธ "หลายขั้นตอน" ดังนั้น การออกแบบดังกล่าวจึงไม่สามารถผลิตอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์ที่มีผลผลิตการระเบิดขนาดใหญ่ได้ตามต้องการ (ต่างจากการออกแบบของสหรัฐฯ ในเวลานั้น) ชั้นฟิวชั่นที่ห่อหุ้มรอบแกนฟิสชันสามารถเพิ่มพลังงานฟิสชันได้เพียงเล็กน้อยเท่านั้น (การออกแบบเทลเลอร์-อูแลมในปัจจุบันสามารถเพิ่มได้ถึง 30 เท่า) นอกจากนี้ ขั้นตอนการหลอมรวมทั้งหมดจะต้องถูกทำลายด้วยวัตถุระเบิดแบบธรรมดา รวมถึงแกนการแตกตัวด้วย ซึ่งทำให้ปริมาณวัตถุระเบิดทางเคมีที่จำเป็นเพิ่มขึ้นอย่างมาก

การทดสอบการออกแบบ Sloika ครั้งแรกRDS-6sถูกจุดระเบิดในปี 1953 โดยมีผลผลิตเทียบเท่า 400 กิโลตัน (1,700 เทราจูล) ซึ่ง 15% -20% มาจากปฏิกิริยาฟิวชัน ความพยายามที่จะใช้ การออกแบบ Sloikaเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ในระดับเมกะตันนั้นพิสูจน์แล้วว่าเป็นไปไม่ได้ หลังจากที่สหรัฐอเมริกาได้ทดสอบอุปกรณ์เทอร์โมนิวเคลียร์ "Ivy Mike" ในเดือนพฤศจิกายน 1952 ซึ่งพิสูจน์ได้ว่าสามารถสร้างระเบิดหลายเมกะตันได้ สหภาพโซเวียตจึงค้นหาการออกแบบทางเลือกอื่น "แนวคิดที่สอง" ดังที่ Sakharov กล่าวถึงในบันทึกความทรงจำของเขา เป็นข้อเสนอเดิมของ Ginzburg ในเดือนพฤศจิกายน 1948 ที่จะใช้ลิเธียมดิวเทอไรด์ในระเบิด ซึ่งในระหว่างการถูกโจมตีด้วยนิวตรอน จะผลิตทริเทียมและดิวเทอเรียมอิสระ^{[ 50 ] : 299} ในช่วงปลายปี 1953 นักฟิสิกส์Viktor Davidenkoประสบความสำเร็จในการจัดลำดับปฏิกิริยาเป็นครั้งแรก ความก้าวหน้าครั้งต่อไปของการระเบิดด้วยรังสีถูกค้นพบและพัฒนาโดยซาคาโรฟและยาคอฟ เซลโดวิชในช่วงต้นปี 1954 "แนวคิดที่สาม" ของซาคาโรฟ ซึ่งเป็นชื่อเรียกการออกแบบของเทลเลอร์-อูแลมในสหภาพโซเวียต ได้รับการทดสอบในการทดลอง " RDS-37 " ในเดือนพฤศจิกายน 1955 โดยมีกำลังระเบิด 1.6 เมกะตัน (6.7 เพตาจูล) สหภาพโซเวียตได้แสดงให้เห็นถึงพลังของแนวคิดการระเบิดแบบหลายขั้นตอนในเดือนตุลาคม 1961 เมื่อพวกเขาจุดระเบิดระเบิดปรมาณูซาร์บอมบา ขนาดมหึมาและ เทอะทะ มันเป็นอาวุธนิวเคลียร์ที่ใหญ่ที่สุดที่ประเทศใดประเทศหนึ่งพัฒนาและทดสอบ

ในปี พ.ศ. 2497 งาน พัฒนาอาวุธนิวเคลียร์ฟิวชั่นของอังกฤษเริ่มต้นขึ้นที่อัลเดอร์มาสตัน โดยมี เซอร์วิลเลียม เพนนีย์รับผิดชอบโครงการ ความรู้ของอังกฤษเกี่ยวกับการสร้างระเบิดนิวเคลียร์ฟิวชั่นยังอยู่ในระดับพื้นฐาน และในขณะนั้น สหรัฐอเมริกาไม่ได้แลกเปลี่ยนความรู้ด้านนิวเคลียร์ใดๆ เนื่องจากพระราชบัญญัติพลังงานปรมาณู พ.ศ. 2489สหราชอาณาจักรได้ทำงานร่วมกับชาวอเมริกันอย่างใกล้ชิดในโครงการแมนฮัตตัน การเข้าถึงข้อมูลอาวุธนิวเคลียร์ของอังกฤษถูกตัดขาดโดยสหรัฐอเมริกาในบางช่วงเนื่องจากความกังวลเกี่ยวกับการจารกรรมของโซเวียต ความร่วมมืออย่างเต็มรูปแบบไม่ได้กลับมาเริ่มต้นใหม่จนกว่าจะมีการลงนามในข้อตกลงที่ควบคุมการจัดการข้อมูลลับและประเด็นอื่นๆ^{[ 51 ]}อย่างไรก็ตาม อังกฤษได้รับอนุญาตให้สังเกตการณ์การทดสอบคาสเซิล ของสหรัฐฯ และใช้เครื่องบินเก็บตัวอย่างในกลุ่มควันรูปเห็ดทำให้พวกเขามีหลักฐานที่ชัดเจนและโดยตรงเกี่ยวกับการบีบอัดที่เกิดขึ้นในขั้นตอนรองโดยการระเบิดจากรังสี^{[ 51 ]}เนื่องจากความยากลำบากเหล่านี้ ในปี พ.ศ. 2498 นายกรัฐมนตรีแอนโทนี อีเดนจึงตกลงตามแผนลับ โดยหากนักวิทยาศาสตร์ของอัลเดอร์มาสตันล้มเหลวหรือเกิดความล่าช้าอย่างมากในการพัฒนาระเบิดฟิวชัน ระเบิดฟิสชันขนาดใหญ่มากจะถูกแทนที่ด้วยระเบิดฟิสชันแทน^{[ 51 ]}

ในปี พ.ศ. 2490 ได้มีการทดสอบปฏิบัติการ Grapple การทดสอบครั้งแรกคือ Green Granite ซึ่งเป็นระเบิดฟิวชั่นต้นแบบที่ไม่สามารถสร้างผลผลิตที่เทียบเท่ากับของสหรัฐฯ และสหภาพโซเวียตได้ โดยสร้างพลังงานได้เพียงประมาณ 300 กิโลตัน (1,300 เทราจูล) การทดสอบครั้งที่สองคือ Orange Heraldซึ่งเป็นระเบิดฟิสชั่นที่ได้รับการดัดแปลง และสร้างพลังงานได้ 720 กิโลตัน (3,000 เทราจูล) ทำให้เป็นการระเบิดฟิสชั่นที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยมีมา ในขณะนั้นเกือบทุกคน (รวมถึงนักบินของเครื่องบินที่ทิ้งระเบิด) คิดว่านี่คือระเบิดฟิวชั่น ระเบิดนี้ถูกนำไปใช้งานในปี พ.ศ. 2491 ระเบิดฟิวชั่นต้นแบบลูกที่สองคือPurple Graniteถูกนำมาใช้ในการทดสอบครั้งที่สาม แต่สร้างพลังงานได้เพียงประมาณ 150 กิโลตัน (630 เทราจูล) ^{[ 51 ]}

มีการกำหนดการทดสอบชุดที่สอง โดยเริ่มการทดสอบอีกครั้งในเดือนกันยายน พ.ศ. 2490 การทดสอบครั้งแรกใช้ "...การออกแบบใหม่ที่เรียบง่ายกว่า ระเบิดเทอร์โมนิวเคลียร์สองขั้นตอนที่มีตัวจุดระเบิดที่ทรงพลังกว่ามาก" ระเบิดทดสอบ Grapple X Round C นี้ถูกจุดระเบิดเมื่อวันที่ 8 พฤศจิกายน และให้พลังงานประมาณ 1.8 เมกะตัน (7.5 เพตาจูล) เมื่อวันที่ 28 เมษายน พ.ศ. 2491 มีการทิ้งระเบิดที่ให้พลังงาน 3 เมกะตัน (13 เพตาจูล) ซึ่งเป็นการทดสอบที่ทรงพลังที่สุดของอังกฤษ การทดสอบระเบิดกลางอากาศครั้งสุดท้ายสองครั้งในวันที่ 2 และ 11 กันยายน พ.ศ. 2491 ได้ทิ้งระเบิดขนาดเล็กกว่าซึ่งให้พลังงานประมาณ 1 เมกะตัน (4.2 เพตาจูล) ต่อลูก^{[ 51 ]}

ผู้สังเกตการณ์ชาวอเมริกันได้รับเชิญให้เข้าร่วมการทดสอบประเภทนี้ หลังจากที่สหราชอาณาจักรประสบความสำเร็จในการจุดระเบิดอุปกรณ์ที่มีกำลังระเบิดระดับเมกะตัน (และแสดงให้เห็นถึงความเข้าใจในทางปฏิบัติเกี่ยวกับ "ความลับ" ของการออกแบบ Teller–Ulam) สหรัฐอเมริกาจึงตกลงที่จะแลกเปลี่ยนการออกแบบนิวเคลียร์บางส่วนกับสหราชอาณาจักร ซึ่งนำไปสู่ข้อตกลงป้องกันร่วมกันระหว่างสหรัฐอเมริกาและสหราชอาณาจักรในปี 1958แทนที่จะดำเนินการตามการออกแบบของตนเองต่อไป ฝ่ายอังกฤษได้รับอนุญาตให้เข้าถึงการออกแบบหัวรบ Mk 28 ขนาดเล็กกว่าของอเมริกา และสามารถผลิตสำเนาได้^{[ 51 ]}

เมื่อวันที่ 17 มิถุนายน พ.ศ. 2510 จีนได้จุดระเบิดระเบิดเทอร์โมนิวเคลียร์แบบหลายขั้นตอนขนาดเต็มรูปแบบ ซึ่งมีรหัสว่า "639" โดยมีกำลังระเบิด 3.31 เมกะตัน (13.8 เพตาจูล) ทำให้จีนกลายเป็นมหาอำนาจเทอร์โมนิวเคลียร์อันดับสี่ของโลกซึ่งนับเป็นความสำเร็จที่เร็วที่สุดของโครงการระเบิดไฮโดรเจนของประเทศหลังจากการทดสอบนิวเคลียร์ครั้งแรกของประเทศนั้น ๆ เพียง 32 เดือนหลังจากจุดระเบิด อาวุธฟิสชันครั้งแรก ก่อนหน้านี้ จีนเคยทดสอบ อาวุธฟิสชันแบบหลายชั้น ("596L") ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2509 โดยมีกำลังระเบิด 220 กิโลตัน (920 เทราจูล) และระเบิดเทอร์โมนิวเคลียร์แบบหลายขั้นตอนขนาดเล็ก ("629") ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2509 การทดสอบเกิดขึ้นที่สถานที่ทดสอบลอปนอร์ในภาคตะวันตกเฉียงเหนือของจีน^{[ 52 ] [ 53 ]}

สหภาพโซเวียตให้ความช่วยเหลือโครงการนิวเคลียร์ของจีนตั้งแต่ปี 1957 แต่ความช่วยเหลือนี้ยุติลงอย่างกะทันหันเนื่องจากการแตกแยกทางความสัมพันธ์ระหว่างจีนและสหภาพโซเวียตในปี 1959 สำหรับอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์ จีนได้รับโรงงานผลิตลิเธียมดิวเทอไรด์ และมีความรู้จำกัดเกี่ยวกับการออกแบบเค้กชั้นของโซเวียต แตกต่างจากสหรัฐอเมริกาและสหภาพโซเวียต ในช่วงเวลาที่มีโครงการระเบิดไฮโดรเจน จีนไม่มีโรงงานผลิตพลูโทเนียมหรือทริเทียม เครื่องปฏิกรณ์ผลิตพลูโทเนียมในจิ่วฉวนเริ่มใช้งานได้ในปี 1967 และการแยกพลูโทเนียมเริ่มขึ้นในเดือนกันยายนปี 1968 ^{[ 54 ]}ในช่วงปี 1963 นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนที่นำโดยเผิง หวนหวู่ได้ตรวจสอบการออกแบบนี้อย่างกว้างขวาง แต่รู้ว่ามันไม่มีประสิทธิภาพเพียงพอที่จะเป็นระเบิดไฮโดรเจนแบบที่ประเทศอื่น ๆ ครอบครอง อย่างไรก็ตาม มีแผนที่จะทดสอบการออกแบบเค้กชั้นขนาดเล็กในปี 1966 และ "658" ซึ่งเป็นการออกแบบเค้กชั้นสามขั้นตอนที่สามารถเข้าถึงหนึ่งเมกะตัน (คล้ายกับการออกแบบสำรองของอังกฤษOrange Herald Large ) ในเดือนตุลาคม 1967 ^{[ 55 ]}ในเดือนกันยายนและตุลาคม 1965 โครงการวิจัยเชิงทฤษฎีเร่งด่วนได้ดำเนินการในเซี่ยงไฮ้ นำโดยYu Minโดยใช้คอมพิวเตอร์ดิจิทัลและการคำนวณด้วยมือ Yu ได้บรรยายชุดเกี่ยวกับระเบิดเค้กชั้น และในการทำเช่นนั้น เขาตระหนักว่าข้อบกพร่องของมันคือการผลิตทริเทียมจากลิเธียมดิวเทอไรด์ที่ช้า นั่นคือวัฏจักร Jetterซึ่งส่งผลให้เกิดการออกแบบอะนาล็อก Teller-Ulam สำหรับการบีบอัดเทอร์โมนิวเคลียร์ทุติยภูมิโดยฟิสชันปฐมภูมิ ในเดือนธันวาคม 1965 การออกแบบนี้ได้รับการคัดเลือกให้เป็นจุดสนใจของการพัฒนาเทอร์โมนิวเคลียร์ ต่อมา Yu กล่าวว่าการพัฒนาอย่างรวดเร็วนี้ช่วยป้องกันไม่ให้โครงการวิจัยระเบิดไฮโดรเจนล่มสลายในช่วงการปฏิวัติวัฒนธรรม สิบปี ที่เริ่มต้นในเดือนพฤษภาคม 1966 (เช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นกับโครงการอวกาศที่มีมนุษย์ควบคุมครั้งแรกของจีน ) ^{[ 55 ]}

การทดสอบเค้กชั้นเล็กในปี 1966 ยังคงดำเนินการในเดือนพฤษภาคม 1966 ในชื่อ " 596L " (สำหรับโครงการ 596ระเบิดปรมาณูลูกแรก แต่มีการเพิ่มลิเธียมดิวเทอไรด์) การออกแบบเทอร์โมนิวเคลียร์สองขั้นตอนที่แท้จริงได้รับการทดสอบครั้งแรกในขนาดเล็กในชื่ออุปกรณ์ "629" ในเดือนธันวาคม 1966 ซึ่งให้ผลลัพธ์ 120 กิโลตัน (500 เทราจูล) หลังจากความสำเร็จนี้ จึงตัดสินใจนำวัสดุจากโครงการเค้กชั้นสำรอง "658" มาใช้ ในช่วงที่การปฏิวัติวัฒนธรรมกำลังเฟื่องฟู สถาบันวิทยาศาสตร์ที่เก้าได้แข่งขันอย่างกระตือรือร้นกับการคาดการณ์ของเผิง หวนหวู่ ที่ว่าฝรั่งเศสจะทดสอบระเบิดไฮโดรเจนลูกแรกในปี 1967 และเลื่อนวันทดสอบ 639 ที่คาดการณ์ไว้จากเดือนตุลาคมไปเป็นเดือนกรกฎาคม^{[ 55 ]}จากนั้นการออกแบบสองขั้นตอนได้รับการทดสอบในขนาดเต็มในชื่ออุปกรณ์ "639" หรือที่รู้จักกันในชื่อการทดสอบหมายเลข 6ในเดือนมิถุนายน 1967 ซึ่งให้ผลลัพธ์ 3.31 เมกะตัน (13.8 เพตาจูล) ^{[ 55 ]}

ในประเทศจีน การออกแบบสองขั้นตอนนี้ได้กลายเป็นที่รู้จักในชื่อโครงสร้าง Yu Min (于敏构型, Yú Mǐn gòu xíng ) รัฐบาลจีนอ้างว่าถึงแม้จะเป็นการออกแบบอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์แบบหลายขั้นตอน แต่ก็แตกต่างจากการออกแบบ Teller-Ulamที่สันนิษฐานว่าประเทศอื่นๆ ที่มีอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์ใช้ ซึ่งช่วยให้สามารถย่อขนาดลงได้อีก และทั้งสองแบบนี้รวมกันแล้วถือเป็นการออกแบบอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์ที่เป็นไปได้เพียงแบบเดียว^{[ 56 ]}ความแตกต่างนั้นไม่ชัดเจน เนื่องจากการออกแบบของจีนยังส่งพลังงานจากตัวระเบิดนิวเคลียร์หลักไปบีบอัดตัวระเบิดเทอร์โมนิวเคลียร์รอง เช่นเดียวกับระเบิดไฮโดรเจนรุ่นแรกของโซเวียตและอังกฤษ ตัวระเบิดรองมีรูปทรงกลม ซึ่งแตกต่างจากตัวระเบิดรองทรงกระบอกรุ่นแรกที่ใช้ในสหรัฐอเมริกา^{[ 55 ]}

เรื่องราวในThe New York TimesโดยWilliam Broad ^{[ 57 ]}รายงานว่าในปี 1995 สายลับสองหน้า ชาวจีนที่ถูกกล่าวหา ได้ส่งข้อมูลที่บ่งชี้ว่าจีนรู้รายละเอียดลับของหัวรบ W88 ของสหรัฐฯ โดยอ้างว่าได้มาจากการจารกรรม^{[ 58 ]} (การสืบสวนในแนวทางนี้ในที่สุดก็ส่งผลให้การพิจารณาคดีของเหวิน โฮ ลี ล้ม เหลว )

หลังจากการทดสอบนิวเคลียร์ครั้งแรกในปี 1960 ฝรั่งเศสให้ความสำคัญกับการพัฒนาอาวุธนิวเคลียร์แบบฟิสชันและการใช้งานโดย เครื่องบินทิ้งระเบิด มิราจ IVในปี 1966 เดอ โกลล์รู้สึกถึงแรงกดดันว่าจีนจะกลายเป็นประเทศที่สี่ที่มีอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์ และกำหนดเส้นตายไว้ที่ปี 1968 สำหรับการทดสอบระเบิดไฮโดรเจนครั้งแรก นักวิทยาศาสตร์ที่เข้าร่วมโครงการคนหนึ่งชื่อ ปิแอร์ บิลโลด์ ได้เขียนเกี่ยวกับความรู้ด้านเทอร์โมนิวเคลียร์ของฝรั่งเศสในปี 1965 ไว้ว่า:

เมื่อเปรียบเทียบกับเพื่อนร่วมงานชาวอเมริกันของเราในปี 1948 นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสมีข้อได้เปรียบหลายประการ: เรารู้ว่าระเบิดไฮโดรเจนมีอยู่จริงและใช้งานได้ และใช้ Li6D [ลิเธียมดิวเทอไรด์] และเราเข้าใจปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น นอกจากนี้เรายังมีคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูงจากสหรัฐอเมริกา ซึ่งไม่มีใช้ในปลายทศวรรษ 1940 และเรารู้ขนาดและน้ำหนักของอาวุธนิวเคลียร์ที่ประจำการอยู่ที่ ฐานทัพ นาโต้ในยุโรปและกำลังทำลายล้างของมัน ข้อมูลเหล่านี้ได้มาจากการแจ้งเบาะแสที่เราได้รับ รวมถึงบทความในวารสารวิชาการต่างๆ เช่นAviation Weekหรือ Bulletin of the Atomic Scientists

การทดสอบในช่วงแรก "ได้ติดตั้ง Li6D [ลิเธียมดิวเทอไรด์] อย่างแนบสนิทกับแกนฟิสไซล์" ซึ่งบ่งชี้ถึงการออกแบบแบบเค้กหลายชั้นฝรั่งเศสเริ่มทดสอบหลักการเทอร์โมนิวเคลียร์ในการทดสอบนิวเคลียร์ของฝรั่งเศสระหว่างปี 1966-1970 โดยเริ่มจาก การทดสอบฟิสชันแบบเร่งความเร็วRigelขนาด 125 กิโลตัน ในเดือนกันยายน 1966 ในเดือนเมษายน 1967 นักฟิสิกส์ Michel Carayolได้อธิบายแนวคิดการระเบิดจากรังสีซึ่งเป็นหัวใจสำคัญของการออกแบบ Teller-Ulam แต่บรรดานักวิทยาศาสตร์ด้านอาวุธยังไม่เชื่อมั่นในทันทีว่านี่คือคำตอบ ในเดือนมิถุนายน ฝรั่งเศสพ่ายแพ้ในการแข่งขันระเบิดไฮโดรเจนให้กับ การทดสอบ Project 639 ขนาด 3 เมกะตันของจีน ในช่วงกลางปี ​​1967 เช่นเดียวกับนักวิทยาศาสตร์ชาวจีน นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสได้ระบุว่าการเพิ่มความหนาแน่นของเชื้อเพลิงลิเธียมดิวเทอไรด์ในระดับสูงมากเกือบ 20 เท่า เป็นสิ่งสำคัญต่อความสำเร็จในระดับเมกะตัน แต่ได้วางแผนการทดสอบแบบจำลอง Teller-Ulam ที่ถูกต้องของ Carayol ไว้เป็นเพียงหนึ่งในสามแบบสำหรับฤดูร้อนปี 1968

เส้นทางการพัฒนาอาวุธไฮโดรเจนของฝรั่งเศสได้รับอิทธิพลอย่างมากจากนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษวิลเลียม ริชาร์ด โจเซฟ คุกซึ่งเป็นผู้นำโครงการระเบิดไฮโดรเจนที่ประสบความสำเร็จของอังกฤษเมื่อสิบปีก่อนหน้านั้น ต่างจากฝรั่งเศส สหราชอาณาจักร รวมถึงสหรัฐอเมริกาและสหภาพโซเวียต มีขีดความสามารถในการลาดตระเวนทางอากาศเพื่อเก็บรวบรวมกัมมันตรังสีที่ตกค้างจากการทดสอบและทำการสรุปผล รวมถึงความล่าช้าของฝรั่งเศสในการพัฒนาอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์ ในเดือนกันยายน ค.ศ. 1967 คุกได้ให้ข้อมูลการพัฒนาเทอร์โมนิวเคลียร์อย่างจำกัดแก่ผู้ช่วยทูตฝ่ายทหารประจำสถานทูตฝรั่งเศสในลอนดอนโดยเฉพาะอย่างยิ่งว่าแบบแผนปัจจุบันของพวกเขาจะไม่ประสบความสำเร็จ และวิธีแก้ปัญหานั้นง่ายกว่า สิ่งนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสสามารถระบุและดำเนินการตามข้อเสนอของคารายอลเพียงอย่างเดียว ซึ่งนำไปสู่การทดสอบเทอร์โมนิวเคลียร์ที่ประสบความสำเร็จในที่สุดในปี ค.ศ. 1968 เชื่อกันว่าการกระทำนี้เกิดขึ้นตามคำสั่งของนายกรัฐมนตรีฮาโรลด์ วิลสันโดยมีเป้าหมายเพื่อเป็นการเอาใจเดอ โกลล์ ซึ่งกำลังขัดขวางการเข้าเป็นสมาชิกประชาคมยุโรปของสหราชอาณาจักรเนื่องจากความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดกับสหรัฐอเมริกามากกว่า อย่างไรก็ตาม เดอ โกลล์ได้คัดค้านการเข้าร่วมของสหราชอาณาจักรอีกครั้งในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2510 และรู้สึกตกใจมากเมื่อทราบถึงการมีส่วนร่วมของอังกฤษ^{[ 59 ]}

หัวรบDTตัวแรก ที่เพิ่มพลังคือ MR 41ได้รับการทดสอบในการยิง Castor และ Pollux ในเดือนกรกฎาคมและสิงหาคม พ.ศ. 2511 ซึ่งประสบความสำเร็จในการสร้างพลังงาน 450 kt (1,900 TJ) ในการยิง Castor ^{[ 60 ]}

การทดสอบ "Canopus"ใน อะทอลล์ Fangataufaใน เฟรน ช์โพลินีเซียเมื่อวันที่ 24 สิงหาคม พ.ศ. 2511 เป็นการทดสอบอาวุธนิวเคลียร์เทอร์โมหลายขั้นตอนครั้งแรกของประเทศ ระเบิดถูกจุดชนวนจากบอลลูนที่ความสูง 520 เมตร (1,710 ฟุต) ผลของการทดสอบนี้คือการปนเปื้อนของชั้นบรรยากาศอย่างมีนัยสำคัญ^{[ 61 ]}ปัจจุบันเชื่อกันว่าฝรั่งเศสมีอาวุธนิวเคลียร์ที่มีความซับซ้อนเทียบเท่ากับมหาอำนาจนิวเคลียร์อื่นๆ^{[ 51 ]}

ฝรั่งเศสและจีนไม่ได้ลงนามหรือให้สัตยาบันสนธิสัญญาห้ามทดสอบนิวเคลียร์บางส่วนปี 1963 ซึ่งห้ามการระเบิดทดสอบนิวเคลียร์ในชั้นบรรยากาศ ใต้น้ำ หรือในอวกาศระหว่างปี 1966 ถึง 1996 ฝรั่งเศสได้ทำการทดสอบนิวเคลียร์มากกว่า 190 ครั้ง^{[ 61 ]}การทดสอบนิวเคลียร์ครั้งสุดท้ายของฝรั่งเศสเกิดขึ้นเมื่อวันที่ 27 มกราคม 1996 จากนั้นประเทศก็รื้อถอนสถานที่ทดสอบในโพลินีเซีย ฝรั่งเศสลงนามในสนธิสัญญาห้ามทดสอบนิวเคลียร์อย่างครอบคลุมในปีเดียวกันนั้น และให้สัตยาบันสนธิสัญญาภายในสองปี

ในปี 2015 ฝรั่งเศสยืนยันว่าคลังอาวุธนิวเคลียร์ของตนมีหัวรบประมาณ 300 หัวรบ ซึ่งบรรทุกโดยขีปนาวุธนำวิถีที่ยิงจากเรือดำน้ำและเครื่องบินขับไล่ทิ้งระเบิดฝรั่งเศสมี เรือดำน้ำขีปนาวุธ ชั้น Triomphant จำนวน 4 ลำ โดยหนึ่งลำประจำการอยู่ในมหาสมุทรลึก แต่ต้องมีเรือดำน้ำพร้อมใช้งานอยู่ตลอดเวลาอย่างน้อย 3 ลำ เรือดำน้ำรุ่นเก่า 3 ลำติดตั้งขีปนาวุธ M45 จำนวน 16 ลูก ส่วน เรือดำน้ำลำใหม่ล่าสุด"Le Terrible"เข้าประจำการในปี 2010 และติดตั้ง ขีปนาวุธ M51ที่สามารถบรรทุก หัวรบเทอร์โมนิวเคลียร์ TN 75ได้ กองทัพอากาศประกอบด้วย 4 ฝูงบินประจำการอยู่ที่ 4 ฐานทัพ รวมทั้งหมดมี เครื่องบิน Mirage 2000N จำนวน 23 ลำ และRafale จำนวน 20 ลำ ที่สามารถบรรทุกหัวรบนิวเคลียร์ได้^{[ 62 ]}ขีปนาวุธ M51.1 มีแผนจะถูกแทนที่ด้วยหัวรบ M51.2 ใหม่ เริ่มตั้งแต่ปี 2016 ซึ่งมีระยะทำการไกลกว่า M51.1 ถึง 3,000 กิโลเมตร (1,900 ไมล์) ^{[ 62 ]}

ฝรั่งเศสมีขีปนาวุธยิงจากอากาศประมาณ 60 ลูกที่ติดตั้ง หัวรบ TN 80 / TN 81ซึ่งมีกำลังระเบิดประมาณ 300 กิโลตัน (1,300 เทราจูล) ต่อลูก โครงการนิวเคลียร์ของฝรั่งเศสได้รับการออกแบบอย่างรอบคอบเพื่อให้แน่ใจว่าอาวุธเหล่านี้ยังคงใช้งานได้ต่อไปอีกหลายทศวรรษ^{[ 51 ]}ปัจจุบัน ฝรั่งเศสไม่ได้ผลิตวัสดุมวลวิกฤต เช่น พลูโตเนียมและยูเรเนียมเสริมสมรรถนะโดยเจตนาอีกต่อไป แต่ยังคงพึ่งพาพลังงานนิวเคลียร์สำหรับการผลิตไฟฟ้า²³⁹Puเป็นผลพลอยได้ ^{[ 63 ]}

เมื่อวันที่ 11 พฤษภาคม พ.ศ. 2541 อินเดียประกาศว่าได้จุดระเบิดระเบิดเทอร์โมนิวเคลียร์ในการ ทดสอบ ปฏิบัติการ Shakti (โดยเฉพาะ "Shakti-I" ในภาษาฮินดี คำว่า 'Shakti' หมายถึงพลัง) ^{[ 64 ] [ 65 ]} Samar Mubarakmandนักฟิสิกส์นิวเคลียร์ชาวปากีสถาน ยืนยันว่าหาก Shakti-I เป็นการทดสอบเทอร์โมนิวเคลียร์ อุปกรณ์ดังกล่าวก็ล้มเหลวในการทำงาน^{[ 66 ]}อย่างไรก็ตามHarold M. Agnewอดีตผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Los Alamosกล่าวว่าคำกล่าวอ้างของอินเดียที่ว่าได้จุดระเบิดระเบิดเทอร์โมนิวเคลียร์แบบจัดฉากนั้นน่าเชื่อถือ^{[ 67 ]}อินเดียกล่าวว่าอุปกรณ์เทอร์โมนิวเคลียร์ของพวกเขาได้รับการทดสอบที่ผลผลิตที่ควบคุมได้ 45 กิโลตัน (190 เทราจูล) เนื่องจากอยู่ใกล้กับหมู่บ้าน Khetolai ประมาณ 5 กิโลเมตร (3 ไมล์) เพื่อให้แน่ใจว่าบ้านเรือนในหมู่บ้านนั้นจะไม่ได้รับความเสียหายอย่างมีนัยสำคัญ^{[ 68 ]}เหตุผลอีกประการหนึ่งที่ถูกยกมาคือ กัมมันตภาพรังสีที่ปล่อยออกมาจากผลผลิตที่มากกว่า 45 กิโลตันอย่างมีนัยสำคัญอาจไม่ได้ถูกกักเก็บไว้อย่างสมบูรณ์^{[ 68 ]}หลังจากการทดสอบPokhran-II ราชากอปาละ ชิดัมบารัมอดีตประธานคณะกรรมการพลังงานปรมาณูแห่งอินเดียกล่าวว่า อินเดียมีความสามารถในการสร้างระเบิดเทอร์โมนิวเคลียร์ที่มีผลผลิตใดๆ ก็ได้ตามต้องการ^{[ 67 ]}อินเดียยืนยันอย่างเป็นทางการว่าสามารถสร้างอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์ที่มีผลผลิตต่างๆ ได้ถึงประมาณ 200 กิโลตัน (840 เทราจูล) โดยอิงจากการทดสอบเทอร์โมนิวเคลียร์Shakti-1 ^{[ 68 ] [ 69 ]}

ผลผลิตจากการทดสอบระเบิดไฮโดรเจนของอินเดียยังคงเป็นที่ถกเถียงกันอย่างมากในหมู่นักวิทยาศาสตร์ของอินเดียและนักวิชาการนานาชาติ^{[ 70 ]}ปัญหาเรื่องการเมืองและข้อพิพาทระหว่างนักวิทยาศาสตร์ชาวอินเดียทำให้เรื่องนี้ซับซ้อนยิ่งขึ้น^{[ 71 ]}ในการสัมภาษณ์เมื่อเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2552 เค. สันธนัม ผู้อำนวยการฝ่ายเตรียมสถานที่ทดสอบในปี พ.ศ. 2541 อ้างว่าผลผลิตของการระเบิดเทอร์โมนิวเคลียร์นั้นต่ำกว่าที่คาดไว้ และอินเดียจึงไม่ควรรีบเร่งในการลงนามในสนธิสัญญาห้ามทดสอบนิวเคลียร์อย่างครอบคลุมนักวิทยาศาสตร์ชาวอินเดียคนอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับการทดสอบได้โต้แย้งคำกล่าวอ้างของสันธนัม^{[ 72 ]}โดยอ้างว่าคำกล่าวอ้างของเขานั้นไม่เป็นวิทยาศาสตร์^{[ 65 ]}โรเจอร์ คลาร์ก นักแผ่นดินไหววิทยาชาวอังกฤษ โต้แย้งว่าขนาดบ่งชี้ถึงผลผลิตรวมสูงสุดถึง 60 กิโลตันของ TNT (250 TJ) ซึ่งสอดคล้องกับผลผลิตรวมที่อินเดียประกาศไว้ที่ 56 กิโลตันของ TNT (230 TJ) ^{[ 73 ]}นักแผ่นดินไหววิทยาชาวสหรัฐฯ Jack Evernden ได้โต้แย้งว่าสำหรับการประมาณผลผลิตที่ถูกต้อง ควร 'คำนึงถึงความแตกต่างทางธรณีวิทยาและแผ่นดินไหววิทยาระหว่างสถานที่ทดสอบอย่างเหมาะสม' ^{[ 68 ]}

มีการกล่าวหาว่าอิสราเอลครอบครองอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์แบบ Teller–Ulam ^{[ 74 ]}แต่ไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดว่าอิสราเอลได้ทดสอบอุปกรณ์นิวเคลียร์ใดๆ หรือไม่ แม้ว่าจะมีการคาดการณ์กันอย่างกว้างขวางว่าเหตุการณ์ Velaในปี 1979 อาจเป็นการทดสอบนิวเคลียร์ร่วมกันระหว่างอิสราเอลและแอฟริกาใต้^{[ 75 ] [ 76 ] : 271 [ 77 ] : 297–300}

เป็นที่ทราบกันดีว่าเอ็ดเวิร์ด เทลเลอร์ได้ให้คำแนะนำและชี้นำหน่วยงานของอิสราเอลเกี่ยวกับเรื่องนิวเคลียร์ทั่วไปเป็นเวลาประมาณ 20 ปี^{[ 78 ] : 289–293} ระหว่างปี 1964 ถึง 1967 เทลเลอร์ได้เดินทางไปเยือนอิสราเอล 6 ครั้ง โดยเขาได้บรรยายที่มหาวิทยาลัยเทลอาวีฟในหัวข้อทั่วไปของฟิสิกส์เชิงทฤษฎี^{[ 79 ]}เขาใช้เวลาหนึ่งปีในการโน้มน้าวให้ซีไอเอ เชื่อ เกี่ยวกับศักยภาพของอิสราเอล และในที่สุดในปี 1976 คาร์ล ดักเก็ตต์แห่งซีไอเอได้ให้การเป็นพยานต่อรัฐสภาสหรัฐฯหลังจากได้รับข้อมูลที่น่าเชื่อถือจาก "นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน" (เทลเลอร์) เกี่ยวกับศักยภาพด้านนิวเคลียร์ของอิสราเอล^{[ 77 ] : 297–300} ในช่วงทศวรรษ 1990 เทลเลอร์ได้ยืนยันข้อสันนิษฐานในสื่อในที่สุดว่า ในระหว่างการเยือนของเขาในช่วงทศวรรษ 1960 เขาได้สรุปว่าอิสราเอลครอบครองอาวุธนิวเคลียร์^{[ 77 ] : 297–300} หลังจากที่เขาแจ้งเรื่องนี้ต่อผู้บริหารระดับสูงของรัฐบาลสหรัฐฯ แล้ว เทลเลอร์กล่าวว่า “พวกเขา [อิสราเอล] มีมัน และพวกเขาฉลาดพอที่จะเชื่อมั่นในการวิจัยของพวกเขาและไม่ทำการทดสอบ พวกเขารู้ว่าการทดสอบจะทำให้พวกเขาเดือดร้อน” ^{[ 77 ] : 297–300}

เกาหลีเหนืออ้างว่าได้ทดสอบระเบิดเทอร์โมนิวเคลียร์ขนาดเล็กเมื่อวันที่ 6 มกราคม 2016 การทดสอบนิวเคลียร์สามครั้งแรกของเกาหลีเหนือ (ปี 2006, 2009 และ 2013) มีกำลังระเบิดค่อนข้างต่ำและดูเหมือนว่าจะไม่ได้เป็นการออกแบบอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์ ในปี 2013 กระทรวงกลาโหมเกาหลีใต้คาดการณ์ว่าเกาหลีเหนืออาจกำลังพยายามพัฒนา "ระเบิดไฮโดรเจน" และอุปกรณ์ดังกล่าวอาจเป็นการทดสอบอาวุธครั้งต่อไปของเกาหลีเหนือ^{[ 80 ] [ 81 ]}ในเดือนมกราคม 2016 เกาหลีเหนืออ้างว่าได้ทดสอบระเบิดไฮโดรเจนสำเร็จ^{[ 82 ]}แม้ว่าจะตรวจพบเพียงเหตุการณ์แผ่นดินไหวขนาด 5.1 ในช่วงเวลาของการทดสอบ^{[ 83 ]}ซึ่งมีขนาดใกล้เคียงกับการทดสอบระเบิดปรมาณูขนาด 6–9 กิโลตัน (25–38 เทราจูล) ในปี 2013 การบันทึกแผ่นดินไหวเหล่านี้ทำให้เกิดข้อสงสัยเกี่ยวกับการอ้างของเกาหลีเหนือว่ามีการทดสอบระเบิดไฮโดรเจนและชี้ให้เห็นว่าเป็นการทดสอบนิวเคลียร์ที่ไม่ใช่ฟิวชั่น^{[ 84 ]}

เมื่อวันที่ 3 กันยายน 2017 สื่อของรัฐในประเทศรายงานว่า มี การทดสอบระเบิดไฮโดรเจนซึ่งประสบความสำเร็จอย่างสมบูรณ์ ตามรายงานของสำนักงานสำรวจทางธรณีวิทยาแห่งสหรัฐอเมริกา (USGS) การระเบิดดังกล่าวปลดปล่อยพลังงานเทียบเท่ากับแผ่นดินไหวที่มีขนาดความรุนแรง 6.3 ซึ่งทรงพลังกว่าการทดสอบนิวเคลียร์ครั้งก่อนๆ ของเกาหลีเหนือถึง 10 เท่า^{[ 85 ]}หน่วยข่าวกรองของสหรัฐฯ ได้เผยแพร่การประเมินเบื้องต้นว่าค่าประมาณผลผลิตอยู่ที่ 140 กิโลตัน (590 เทราจูล) ^{[ 86 ]}โดยมีช่วงความไม่แน่นอนอยู่ที่ 70 ถึง 280 กิโลตัน (290 ถึง 1,170 เทราจูล) ^{[ 87 ]}เมื่อวันที่ 12 กันยายนNORSARได้แก้ไขการประมาณขนาดของการระเบิดขึ้นเป็น 6.1 ซึ่งตรงกับของCTBTOแต่ทรงพลังน้อยกว่า การประมาณของ USGSที่ 6.3 ค่าประมาณผลผลิตได้รับการแก้ไขเป็น 250 กิโลตัน (1,000 เทราจูล) โดยระบุว่าการประมาณดังกล่าวมีความไม่แน่นอนและมีขอบเขตความคลาดเคลื่อนที่ไม่ได้เปิดเผย^{[ 88 ] [ 89 ]}เมื่อวันที่ 13 กันยายน มีการเผยแพร่การวิเคราะห์ ภาพถ่ายดาวเทียม เรดาร์สังเคราะห์ ก่อนและหลัง การทดสอบ ซึ่งชี้ให้เห็นว่าการทดสอบเกิดขึ้นใต้ชั้นหินหนา 900 เมตร (3,000 ฟุต) และผลผลิต "อาจเกิน 300 กิโลตัน" ^{[ 90 ]}

ความรู้โดยละเอียดเกี่ยวกับอาวุธฟิสชันและฟิวชันถือเป็นข้อมูลลับในระดับหนึ่งในแทบทุกประเทศอุตสาหกรรมในสหรัฐอเมริกา ความรู้ดังกล่าวสามารถจัดเป็น " ข้อมูลที่ถูกจำกัด " โดยอัตโนมัติ แม้ว่าจะสร้างขึ้นโดยบุคคลที่ไม่ใช่พนักงานของรัฐบาลหรือเกี่ยวข้องกับโครงการอาวุธก็ตาม เนื้อหาที่ถือว่าเป็นข้อมูลลับโดยอัตโนมัติทันทีที่สร้างขึ้นเรียกว่า " ความลับตั้งแต่แรก"ซึ่งเป็นหลักการทางกฎหมายที่ถูกโต้แย้งในคดีต่างๆ เช่นUnited States v. Progressive, Inc.ความถูกต้องตามรัฐธรรมนูญของ " ความลับตั้งแต่แรก"แทบจะไม่ถูกนำมาใช้ในกรณีของการคาดเดาส่วนตัว นโยบายอย่างเป็นทางการของกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกาคือการไม่ยอมรับการรั่วไหลของข้อมูลการออกแบบ เนื่องจากการยอมรับดังกล่าวอาจทำให้ข้อมูลนั้นถูกต้องแม่นยำ ในกรณีก่อนหน้านี้จำนวนเล็กน้อย รัฐบาลสหรัฐฯ ได้พยายามเซ็นเซอร์ข้อมูลอาวุธในสื่อสาธารณะโดยประสบความสำเร็จเพียงเล็กน้อย^{[ 91 ]}ตามรายงานของNew York Timesนักฟิสิกส์Kenneth W. Fordได้ฝ่าฝืนคำสั่งของรัฐบาลให้ลบข้อมูลลับออกจากหนังสือของเขาBuilding the H Bomb: A Personal History ฟอร์ดอ้างว่าเขาใช้เพียงข้อมูลที่มีอยู่ก่อนแล้ว และยังส่งต้นฉบับให้รัฐบาล ซึ่งรัฐบาลต้องการลบเนื้อหาบางส่วนของหนังสือออก เนื่องจากเกรงว่ารัฐต่างประเทศอาจนำข้อมูลดังกล่าวไปใช้^{[ 92 ]}

การออกแบบ Teller–Ulam ถือเป็นหนึ่งในความลับทางนิวเคลียร์ที่สำคัญที่สุดมาหลายปี และแม้กระทั่งทุกวันนี้ก็ยังไม่มีการกล่าวถึงรายละเอียดใดๆ ในเอกสารทางการที่มีที่มา "เบื้องหลัง" ของการจัดประเภทความลับนโยบายของกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ (DOE) คือ และยังคงเป็นเช่นนั้น คือ พวกเขาจะไม่ยอมรับเมื่อมีการ "รั่วไหล" เกิดขึ้น เพราะการทำเช่นนั้นจะเป็นการยอมรับความถูกต้องของข้อมูลที่รั่วไหลออกมา นอกเหนือจากภาพของปลอกหัวรบแล้ว ข้อมูลส่วนใหญ่ในที่สาธารณะเกี่ยวกับการออกแบบนี้มีเพียงคำแถลงสั้นๆ จาก DOE และผลงานของนักวิจัยเพียงไม่กี่คนเท่านั้น

แม้ว่าจะมีข้อมูลที่ไม่ชัดเจนจำนวนมากถูกเปิดเผยอย่างเป็นทางการ และข้อมูลที่ไม่ชัดเจนจำนวนมากกว่านั้นถูกรั่วไหลอย่างไม่เป็นทางการโดยอดีตผู้ออกแบบระเบิด แต่คำอธิบายสาธารณะส่วนใหญ่เกี่ยวกับรายละเอียดการออกแบบอาวุธนิวเคลียร์นั้นอาศัยการคาดเดาการวิเคราะห์ย้อนกลับจากข้อมูลที่ทราบ หรือการเปรียบเทียบกับสาขาฟิสิกส์ ที่คล้ายคลึงกัน ( การหลอมรวมนิวเคลียร์แบบกักเก็บด้วยแรงเฉื่อยเป็นตัวอย่างหลัก) กระบวนการดังกล่าวส่งผลให้เกิดองค์ความรู้ที่ไม่เป็นความลับเกี่ยวกับระเบิดนิวเคลียร์ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วสอดคล้องกับข้อมูลที่ไม่เป็นความลับอย่างเป็นทางการและฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้อง และเชื่อว่ามีความสอดคล้องกันภายใน แม้ว่าจะมีบางประเด็นที่ยังคงเปิดกว้างสำหรับการตีความอยู่ก็ตาม สถานะของความรู้สาธารณะเกี่ยวกับการออกแบบของเทลเลอร์-อูแลมส่วนใหญ่ถูกกำหนดขึ้นจากเหตุการณ์เฉพาะบางเหตุการณ์ที่อธิบายไว้ในส่วนด้านล่าง

ในปี 1972 รัฐบาลสหรัฐอเมริกาได้เปิดเผยเอกสารลับที่ระบุว่า "[ในอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์ (TN) 'ตัวจุดระเบิดหลัก' แบบฟิชชันจะถูกใช้เพื่อจุดชนวนปฏิกิริยา TN ในเชื้อเพลิงเทอร์โมนิวเคลียร์ที่เรียกว่า 'ตัวจุดระเบิดรอง' " และในปี 1979 ได้เพิ่มเติมว่า "[ในอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์ รังสีจากวัตถุระเบิดแบบฟิชชันสามารถถูกกักเก็บและใช้เพื่อถ่ายโอนพลังงานเพื่อบีบอัดและจุดชนวนส่วนประกอบที่แยกจากกันซึ่งมีเชื้อเพลิงเทอร์โมนิวเคลียร์อยู่" รัฐบาลสหรัฐฯ ได้ระบุเพิ่มเติมในประโยคหลังนี้ว่า " การอธิบายเพิ่มเติมใดๆ เกี่ยวกับข้อความนี้จะถูกจัดเป็นเอกสารลับ " [เน้นข้อความในต้นฉบับ] ข้อมูลเดียวที่อาจเกี่ยวข้องกับหัวเทียนหรืออุปกรณ์ดัดแปลงได้รับการเปิดเผยในปี 1991: "ข้อเท็จจริงที่ว่ามีวัสดุฟิสไซล์หรือวัสดุที่สามารถเกิดฟิชชันได้ในตัวจุดระเบิดรองบางส่วน วัสดุไม่ระบุ สถานที่ไม่ระบุ การใช้งานไม่ระบุ และอาวุธไม่ถูกกำหนด" ในปี พ.ศ. 2541 DOE ได้เปิดเผยข้อความที่ว่า "ข้อเท็จจริงที่ว่าวัสดุอาจมีอยู่ในช่องและคำว่า 'วัสดุอุดช่อง' โดยไม่มีรายละเอียดเพิ่มเติม" ซึ่งอาจหมายถึงโฟมโพลีสไตรีน (หรือสารที่คล้ายคลึงกัน) ^{[ 93 ]}

ไม่ว่าคำกล่าวเหล่านี้จะยืนยันความถูกต้องของแบบจำลองที่นำเสนอข้างต้นบางส่วนหรือทั้งหมดหรือไม่นั้น ขึ้นอยู่กับการตีความ และเอกสารทางการของรัฐบาลสหรัฐฯ เกี่ยวกับรายละเอียดทางเทคนิคของอาวุธนิวเคลียร์ในอดีตนั้นจงใจทำให้คลุมเครือ (เช่นรายงานสมิธ ) ข้อมูลอื่นๆ เช่น ประเภทของเชื้อเพลิงที่ใช้ในอาวุธรุ่นแรกๆ บางชนิด ได้รับการเปิดเผยแล้ว แม้ว่าข้อมูลทางเทคนิคที่แม่นยำจะยังไม่ได้รับการเปิดเผยก็ตาม

แนวคิดส่วนใหญ่เกี่ยวกับการทำงานของแบบจำลองเทลเลอร์-อูแลมเริ่มเป็นที่รับรู้ในวงกว้างหลังจากที่กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ พยายามเซ็นเซอร์บทความในนิตยสารของโฮเวิร์ด มอร์แลนด์ นักเคลื่อนไหวต่อต้าน อาวุธนิวเคลียร์ของสหรัฐฯ ในปี 1979 เกี่ยวกับ "ความลับของระเบิดไฮโดรเจน" ในปี 1978 มอร์แลนด์ตัดสินใจว่าการค้นพบและเปิดเผย "ความลับสุดท้ายที่เหลืออยู่" นี้จะดึงดูดความสนใจไปที่การแข่งขันด้านอาวุธและทำให้ประชาชนรู้สึกมีอำนาจในการตั้งคำถามต่อคำแถลงอย่างเป็นทางการเกี่ยวกับความสำคัญของอาวุธนิวเคลียร์และความลับทางนิวเคลียร์ แนวคิดส่วนใหญ่ของมอร์แลนด์เกี่ยวกับวิธีการทำงานของอาวุธนั้นรวบรวมมาจากแหล่งข้อมูลที่เข้าถึงได้ง่าย ภาพวาดที่สร้างแรงบันดาลใจให้เขามากที่สุดมาจากสารานุกรมอเมริกัน (Encyclopedia Americana ) มอร์แลนด์ยังได้สัมภาษณ์ (บ่อยครั้งอย่างไม่เป็นทางการ) อดีตนักวิทยาศาสตร์จากลอสอะลามอสหลายคน (รวมถึงเทลเลอร์และอูแลม แม้ว่าทั้งสองจะไม่ได้ให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์แก่เขา) และเขาใช้ กลยุทธ์ระหว่างบุคคลที่หลากหลายเพื่อกระตุ้นให้พวกเขาตอบคำถามอย่างมีข้อมูล (เช่น การถามคำถามเช่น "พวกเขายังใช้หัวเทียนอยู่ไหม?" แม้ว่าเขาจะไม่ทราบว่าคำหลังหมายถึงอะไรโดยเฉพาะ) ^{[ 94 ]}

ในที่สุด มอร์แลนด์ก็สรุปว่า "ความลับ" คือการแยกส่วนหลักและส่วนรองออกจากกัน และแรงดันรังสีจากส่วนหลักจะบีบอัดส่วนรองก่อนที่จะจุดติดไฟ เมื่อร่างบทความฉบับแรกซึ่งจะตีพิมพ์ใน นิตยสาร The Progressiveตกไปอยู่ในมือของศาสตราจารย์ท่านหนึ่งที่ไม่เห็นด้วยกับเป้าหมายของมอร์แลนด์ และถูกส่งไปยังกระทรวงพลังงาน (DOE) กระทรวงพลังงานจึงขอให้ระงับการตีพิมพ์บทความและเร่งรัดให้มีคำสั่ง ห้ามชั่วคราว กระทรวงพลังงานโต้แย้งว่าข้อมูลของมอร์แลนด์ (1) น่าจะมาจากแหล่งข้อมูลลับ (2) หากไม่ได้มาจากแหล่งข้อมูลลับ ก็ถือว่าเป็นข้อมูล "ลับ" ภายใต้ข้อกำหนด " เกิดมาเป็นความลับ " ของพระราชบัญญัติพลังงานปรมาณู ปี 1954 และ (3) เป็นอันตรายและจะส่งเสริมการแพร่กระจายอาวุธนิวเคลียร์มอร์แลนด์และทนายความของเขามีความเห็นไม่ตรงกันในทุกประเด็น แต่ศาลก็มีคำสั่งห้าม เนื่องจากผู้พิพากษาในคดีเห็นว่าการออกคำสั่งห้ามและอนุญาตให้มอร์แลนด์และคณะยื่นอุทธรณ์นั้นปลอดภัยกว่า

ด้วยสถานการณ์ที่ซับซ้อนมากขึ้น คดีของกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ เริ่มอ่อนลงเมื่อปรากฏชัดว่าข้อมูลบางส่วนที่พวกเขากำลังพยายามอ้างว่าเป็น "ความลับ" นั้นได้ถูกตีพิมพ์ในสารานุกรมของนักเรียนเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา หลังจากที่ชัค แฮนเซน นักวิเคราะห์ระเบิดไฮโดรเจนอีกคนหนึ่ง ได้ตีพิมพ์ความคิดของเขาเกี่ยวกับ "ความลับ" (ซึ่งแตกต่างจากของมอร์แลนด์อย่างมาก) ในหนังสือพิมพ์ของรัฐวิสคอนซิน กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ จึงอ้างว่า คดีของ เดอะโปรเกรสซีฟนั้นไม่มีผลแล้ว จึงถอนฟ้องและอนุญาตให้นิตยสารตีพิมพ์บทความ ซึ่งก็ได้ตีพิมพ์ในเดือนพฤศจิกายน ปี 1979 อย่างไรก็ตาม ในเวลานั้น มอร์แลนด์ได้เปลี่ยนความคิดเห็นเกี่ยวกับวิธีการทำงานของระเบิด โดยเสนอว่ามีการใช้ตัวกลางที่เป็นโฟม (โพลีสไตรีน) แทนแรงดันรังสีในการบีบอัดส่วนรอง และในส่วนรองนั้นยังมีหัวเทียนที่ทำจากวัสดุฟิสไซล์ด้วย เขาได้ตีพิมพ์การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ โดยอิงจากส่วนหนึ่งของกระบวนการพิจารณาอุทธรณ์ ในรูปแบบคำแก้ไขสั้นๆ ในเดอะโปรเกรสซีฟในอีกหนึ่งเดือนต่อมา^{[ 95 ]}ในปี พ.ศ. 2524 มอร์แลนด์ได้ตีพิมพ์หนังสือเกี่ยวกับประสบการณ์ของเขา โดยอธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับกระบวนการคิดที่นำไปสู่ข้อสรุปเกี่ยวกับ "ความลับ" ^{[ 94 ] [ 96 ]}

งานของมอร์แลนด์ถูกตีความว่าถูกต้องอย่างน้อยบางส่วน เนื่องจากกระทรวงพลังงานสหรัฐฯพยายามเซ็นเซอร์งานดังกล่าว ซึ่งเป็นหนึ่งในไม่กี่ครั้งที่พวกเขาละเมิดแนวทางปกติของตนที่ไม่ยอมรับข้อมูล "ลับ" ที่ถูกเผยแพร่ อย่างไรก็ตาม ไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดว่างานดังกล่าวขาดข้อมูลหรือมีข้อมูลที่ไม่ถูกต้องมากน้อยเพียงใด ความยากลำบากที่ประเทศอื่นๆ ประสบในการพัฒนารูปแบบเทลเลอร์-อูแลม (แม้ว่าพวกเขาจะเข้าใจรูปแบบดังกล่าวอย่างชัดเจน เช่น สหราชอาณาจักร) ทำให้ไม่น่าเป็นไปได้ที่ข้อมูลง่ายๆ นี้เพียงอย่างเดียวจะทำให้สามารถผลิตอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์ได้ ถึงกระนั้น แนวคิดที่มอร์แลนด์นำเสนอในปี 1979 ก็เป็นพื้นฐานสำหรับการคาดเดาในปัจจุบันทั้งหมดเกี่ยวกับรูปแบบเทลเลอร์-อูแลม

เมื่อวันที่ 5 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2491 ระหว่างภารกิจฝึกบินของเครื่องบินB-47 ระเบิดนิวเคลียร์ Mark 15หรือที่รู้จักกันในชื่อระเบิดไทบีได้สูญหายไปนอกชายฝั่งเกาะไทบีใกล้กับเมืองซาวานนาห์ รัฐจอร์เจียกองทัพอากาศสหรัฐฯ ยืนยันว่าระเบิดดังกล่าวไม่มีหัวรบและไม่มีแกนฟิสไซล์ที่จำเป็นต่อการจุดระเบิดนิวเคลียร์^{[ 97 ]}กระทรวงพลังงานเชื่อว่าระเบิดดังกล่าวถูกฝังอยู่ใต้ตะกอนหลายฟุตที่ก้น อ่าววา สซอ^{[ 98 ]}

เมื่อวันที่ 17 มกราคม พ.ศ. 2509 เกิด อุบัติเหตุร้ายแรงระหว่างเครื่องบิน B-52G กับเครื่องบิน KC-135 Stratotanker เหนือเมืองปาโลมาเรส ประเทศสเปน วัตถุระเบิดธรรมดาใน ระเบิดไฮโดรเจนชนิดMk28สองลูกระเบิดขึ้นเมื่อกระทบพื้น ทำให้พลูโตเนียมกระจายไปทั่วฟาร์มใกล้เคียง ระเบิดลูกที่สามตกลงมาโดยไม่เสียหายใกล้กับปาโลมาเรส ในขณะที่ลูกที่สี่ตกลงไปในทะเลเมดิเตอร์เรเนียนห่างจากชายฝั่ง 19 กิโลเมตร (12 ไมล์) และถูกเก็บกู้ได้ในอีกไม่กี่เดือนต่อมา^{[ 99 ]}

เมื่อวันที่ 21 มกราคม พ.ศ. 2511 เครื่องบิน B-52G ซึ่งบรรทุกระเบิดเทอร์โมนิวเคลียร์ B28FI จำนวน 4 ลูก ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของปฏิบัติการ Chrome Domeได้ตกกระแทกน้ำแข็งในอ่าว North Starขณะพยายามลงจอดฉุกเฉินที่ฐานทัพอากาศ Thuleในกรีนแลนด์^{[ 100 ]}ไฟไหม้ที่เกิดขึ้นทำให้เกิดการปนเปื้อนกัมมันตรังสีอย่างกว้างขวาง^{[ 101 ]}บุคลากรที่เกี่ยวข้องกับการทำความสะอาดไม่สามารถเก็บกู้เศษซากทั้งหมดจากระเบิด 3 ลูกได้ และระเบิดอีก 1 ลูกก็ไม่ได้รับการกู้คืน^{[ 102 ]}

• กระบวนการ COLEX (การแยกไอโซโทป)
• NUKEMAP
• อาวุธฟิวชั่นบริสุทธิ์

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบของเทลเลอร์-อูแลม

• "หลักการพื้นฐานของการระเบิดรังสีแบบเป็นขั้นตอน (เทลเลอร์-อูแลม)"จาก NuclearWeaponArchive.org ของ Carey Sublette
• "สสาร พลังงาน และอุทกพลศาสตร์ของรังสี"จากคำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับอาวุธนิวเคลียร์ของแครี่ ซับเล็ตต์
• "วิศวกรรมและการออกแบบอาวุธนิวเคลียร์"จากคำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับอาวุธนิวเคลียร์ของแครี่ ซับเล็ตต์
• "องค์ประกอบของการออกแบบอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์"จากคำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับอาวุธนิวเคลียร์ของแครี่ ซับเล็ตต์
• บรรณานุกรมพร้อมคำอธิบายเกี่ยวกับการออกแบบอาวุธนิวเคลียร์จากห้องสมุดดิจิทัล Alsos สำหรับประเด็นนิวเคลียร์

• PBS: การแข่งขันเพื่อสร้างระเบิดร้ายแรง: บทสัมภาษณ์และบันทึกการสนทนาที่เก็บถาวรเมื่อวันที่ 11 มีนาคม 2017 ที่Wayback Machine (โดยมีนักออกแบบระเบิดจากสหรัฐฯ และสหภาพโซเวียต รวมถึงนักประวัติศาสตร์เข้าร่วมด้วย)
• ฮาวาร์ด มอร์แลนด์ เล่าถึงวิธีที่เขาค้นพบ "ความลับของระเบิดไฮโดรเจน" (มีสไลด์ประกอบมากมาย)
• นิตยสาร The Progressiveฉบับเดือนพฤศจิกายน 1979 – "ความลับของระเบิดไฮโดรเจน: เราได้มันมาได้อย่างไร และทำไมเราถึงเปิดเผย" (สามารถอ่านฉบับเต็มได้ทางออนไลน์)
• บรรณานุกรมพร้อมคำอธิบายเกี่ยวกับระเบิดไฮโดรเจนจากห้องสมุดดิจิทัล Alsos
• มหาวิทยาลัยเซาแธมป์ตัน ศูนย์เมาท์แบตเทนเพื่อการศึกษาระหว่างประเทศ เอกสารวิจัยประวัติศาสตร์นิวเคลียร์ฉบับที่ 5
• "Trinity and Beyond" ของปีเตอร์ คูรานถูกเก็บถาวรเมื่อวันที่ 9 ธันวาคม 2018 ในWayback Machine – ภาพยนตร์สารคดีเกี่ยวกับประวัติศาสตร์การทดสอบอาวุธนิวเคลียร์
• เพลย์ลิสต์ YouTube ของการทดสอบระเบิดนิวเคลียร์ที่ถูกเปิดเผยข้อมูลแล้ว ซึ่งได้มาจากการแปลงฟิล์มสแกนเป็นดิจิทัลที่ห้องปฏิบัติการลอว์เรนซ์ลิเวอร์มอร์