Durante el tiempo que ha transcurrido desde la primera prueba en Alamogordo, han tronado miles de explosiones de cargas de fisión, en cada una de las cuales se han obtenido preciosos conocimientos sobre las peculiaridades de su funcionamiento. Este conocimiento es similar a los elementos de un lienzo de mosaico, y resultó que el "lienzo" está limitado por las leyes de la física: la cinética de desaceleración de los neutrones en el ensamblaje pone un límite a la reducción del tamaño de la munición y su potencia, y el logro de una liberación de energía que exceda significativamente los cien kilotones es imposible debido a la física nuclear y las limitaciones hidrodinámicas de las dimensiones permisibles de la esfera subcrítica. Pero aún es posible hacer que las municiones sean más poderosas si, junto con la fisión, se hace funcionar la fusión nuclear.
La bomba de hidrógeno (termonuclear) más grande es la "Bomba Zar" soviética de 50 megatones, detonada el 30 de octubre de 1961 en un sitio de prueba en la isla Novaya Zemlya. Nikita Khrushchev bromeó diciendo que originalmente se suponía que detonaría una bomba de 100 megatones, pero la carga se redujo para no romper todos los cristales en Moscú. Hay algo de verdad en cada broma: estructuralmente, la bomba fue realmente diseñada para 100 megatones y este poder podría lograrse simplemente aumentando el fluido de trabajo. Decidieron reducir la liberación de energía por razones de seguridad; de lo contrario, el vertedero quedaría demasiado dañado. El producto resultó ser tan grande que no cabía en la bahía de bombas del avión de transporte Tu-95 y sobresalía parcialmente de él. A pesar de la prueba exitosa, la bomba no entró en servicio; sin embargo, la creación y prueba de la superbomba fue de gran importancia política, demostrando que la URSS había resuelto el problema de lograr casi cualquier nivel de megatonaje del arsenal nuclear.
Fisión más fusión
Los isótopos pesados de hidrógeno sirven como combustible para la síntesis. Cuando los núcleos de deuterio y tritio se fusionan, se forman helio-4 y un neutrón, el rendimiento energético en este caso es de 17,6 MeV, que es varias veces mayor que en la reacción de fisión (por unidad de masa de reactivos). En tal combustible, en condiciones normales, no puede ocurrir una reacción en cadena, por lo que su cantidad no está limitada, lo que significa que la liberación de energía de una carga termonuclear no tiene límite superior.
Sin embargo, para que comience la reacción de fusión, es necesario acercar los núcleos de deuterio y tritio, y esto se ve obstaculizado por las fuerzas de repulsión de Coulomb. Para superarlos, debes acelerar los núcleos entre sí y empujarlos. En un tubo de neutrones, durante la reacción de extracción, se gasta una gran cantidad de energía para acelerar los iones por alto voltaje. Pero si calienta el combustible a temperaturas muy altas de millones de grados y mantiene su densidad durante el tiempo necesario para la reacción, liberará mucha más energía que la que se gasta en calentar. Es gracias a este método de reacción que las armas comenzaron a llamarse termonucleares (según la composición del combustible, estas bombas también se llaman bombas de hidrógeno).