Durant el temps transcorregut des de la primera prova a Alamogordo, han tronat milers d’explosions de càrregues de fissió, en les quals s’ha obtingut un coneixement preciós sobre les peculiaritats del seu funcionament. Aquest coneixement és similar als elements d’un llenç de mosaic i va resultar que el “llenç” està limitat per les lleis de la física: la cinètica de l’alentiment dels neutrons en el conjunt posa un límit a la reducció de la mida de la munició. i la seva potència, i l’assoliment d’un alliberament d’energia que supera significativament els cent quilotons és impossible a causa de la física nuclear i les limitacions hidrodinàmiques de les dimensions admissibles de l’esfera subcrítica. Però encara és possible fer municions més potents si, juntament amb la fissió, es fa funcionar la fusió nuclear.
La bomba d'hidrogen (termonuclear) més gran és la "bomba tsar" soviètica de 50 megatons, detonada el 30 d'octubre de 1961 en un lloc de proves a l'illa de Novaya Zemlya. Nikita Khrushchev va bromejar que suposadament havia de detonar una bomba de 100 megatons, però es va reduir la càrrega per no trencar tots els vidres de Moscou. Hi ha certa veritat en cada broma: estructuralment, la bomba va ser realment dissenyada per a 100 megatones i aquesta potència es podria aconseguir simplement augmentant el fluid de treball. Per motius de seguretat, van decidir reduir l’abocament d’energia; en cas contrari, la deixalleria quedaria massa danyada. El producte va resultar ser tan gran que no s’adaptava a la badia de la bomba del portaavions Tu-95 i en sobresortia parcialment. Tot i l’èxit de la prova, la bomba no va entrar en servei; no obstant això, la creació i la prova de la superba van tenir una gran importància política, demostrant que l’URSS havia resolt el problema d’assolir gairebé qualsevol nivell de megatronatge de l’arsenal nuclear.
Fisió més fusió
Els isòtops pesats de l’hidrogen serveixen de combustible per a la síntesi. Quan es fusionen nuclis de deuteri i triti, es formen heli-4 i un neutró, el rendiment energètic en aquest cas és de 17,6 MeV, que és diverses vegades superior a la reacció de fissió (per unitat de massa de reactius). En aquest combustible, en condicions normals, no es pot produir una reacció en cadena, de manera que la seva quantitat no és limitada, la qual cosa significa que l'alliberament d'energia d'una càrrega termonuclear no té límit superior.
No obstant això, perquè comenci la reacció de fusió, és necessari acostar els nuclis de deuteri i triti, cosa que es veu dificultada per les forces de repulsió de Coulomb. Per superar-los, cal accelerar els nuclis l'un cap a l'altre i empènyer-los. En un tub de neutrons, durant la reacció de despullament, es gasta una gran quantitat d'energia per accelerar els ions per alta tensió. Però si escalfeu el combustible a temperatures molt elevades de milions de graus i manteniu la seva densitat durant el temps necessari per a la reacció, alliberarà energia molt més que la gastada en escalfament. És gràcies a aquest mètode de reacció que les armes es van començar a anomenar termonuclears (segons la composició del combustible, aquestes bombes també s’anomenen bombes d’hidrogen).