Nel tempo trascorso dal primo test ad Alamogordo, sono tuonate migliaia di esplosioni di cariche di fissione, in ognuna delle quali si sono ottenute preziose conoscenze sulle peculiarità del loro funzionamento. Questa conoscenza è simile agli elementi di una tela di mosaico e si è scoperto che la "tela" è limitata dalle leggi della fisica: la cinetica di rallentamento dei neutroni nell'assieme pone un limite alla riduzione delle dimensioni delle munizioni e la sua potenza, e il raggiungimento di un rilascio di energia significativamente superiore a cento chilotoni è impossibile a causa della fisica nucleare e dei limiti idrodinamici delle dimensioni ammissibili della sfera subcritica. Ma è ancora possibile rendere le munizioni più potenti se, insieme alla fissione, si fa funzionare la fusione nucleare.
La più grande bomba all'idrogeno (termonucleare) è la "bomba zar" sovietica da 50 megatoni, fatta esplodere il 30 ottobre 1961 in un sito di test sull'isola di Novaya Zemlya. Nikita Krusciov ha scherzato sul fatto che originariamente avrebbe dovuto far esplodere una bomba da 100 megatoni, ma la carica è stata ridotta per non rompere tutti i vetri a Mosca. C'è del vero in ogni battuta: strutturalmente, la bomba era davvero progettata per 100 megatoni e questa potenza poteva essere ottenuta semplicemente aumentando il fluido di lavoro. Hanno deciso di ridurre il rilascio di energia per motivi di sicurezza, altrimenti la discarica sarebbe stata troppo danneggiata. Il prodotto si è rivelato così grande che non si adattava al vano bombe dell'aereo da trasporto Tu-95 e ne sporgeva parzialmente. Nonostante il test riuscito, la bomba non entrò in servizio; tuttavia, la creazione e il collaudo della superbomba furono di grande importanza politica, a dimostrazione che l'URSS aveva risolto il problema di raggiungere quasi tutti i livelli di megatonnellaggio dell'arsenale nucleare.
Fissione più fusione
Gli isotopi pesanti dell'idrogeno servono come combustibile per la sintesi. Quando i nuclei di deuterio e trizio si fondono, si formano elio-4 e un neutrone, la resa energetica in questo caso è 17,6 MeV, che è molte volte superiore rispetto alla reazione di fissione (per unità di massa di reagenti). In un tale combustibile, in condizioni normali, non può verificarsi una reazione a catena, per cui la sua quantità non è limitata, il che significa che il rilascio di energia di una carica termonucleare non ha limite superiore.
Tuttavia, affinché la reazione di fusione abbia inizio, è necessario avvicinare i nuclei di deuterio e trizio, e ciò è ostacolato dalle forze di repulsione di Coulomb. Per superarli, è necessario accelerare i nuclei l'uno verso l'altro e spingerli. In un tubo di neutroni, durante la reazione di strippaggio, viene spesa una grande quantità di energia per accelerare gli ioni mediante l'alta tensione. Ma se riscaldi il combustibile a temperature molto elevate di milioni di gradi e mantieni la sua densità per il tempo necessario alla reazione, rilascerà energia molto più di quella spesa per il riscaldamento. È grazie a questo metodo di reazione che le armi hanno iniziato a essere chiamate termonucleari (in base alla composizione del carburante, tali bombe sono anche chiamate bombe all'idrogeno).
