Głowica termojądrowa, znana również jako głowica nuklearna, bomba termojądrowa (fuzja) zaprojektowana tak, aby pasowała do wnętrza pocisku. Na początku lat pięćdziesiątych zarówno Stany Zjednoczone, jak i Związek Radziecki opracowały głowice nuklearne, które były wystarczająco małe i wystarczająco lekkie do rozmieszczenia pocisków, a pod koniec lat pięćdziesiątych oba kraje opracowały międzykontynentalne pociski balistyczne (ICBM) zdolne do dostarczania głowic termojądrowych na całym świecie.
Podstawowy dwustopniowy projekt
Typowa głowica termojądrowa może być zbudowana zgodnie z dwustopniowym projektem, obejmującym rozszczepienie pierwotne lub rozszczepienie pierwotne wzmocnione (zwane również spustem) i fizycznie oddzielny element zwany wtórnym. Zarówno pierwotny, jak i wtórny są zawarte w metalowej obudowie zewnętrznej. Promieniowanie z eksplozji rozszczepienia pierwotnego jest zawarte i wykorzystywane do przenoszenia energii w celu ściśnięcia i zapalenia wtórnego. Część początkowego promieniowania z pierwotnej eksplozji jest pochłaniana przez wewnętrzną powierzchnię obudowy, która jest wykonana z materiału o dużej gęstości, takiego jak uran. Absorpcja promieniowania ogrzewa wewnętrzną powierzchnię obudowy, zamieniając ją w nieprzezroczystą granicę gorących elektronów i jonów. Późniejsze promieniowanie z pierwotnego jest w dużej mierze ograniczone między tą granicą a zewnętrzną powierzchnią wtórnej kapsułki. Promieniowanie początkowe, odbite i ponownie napromieniowane uwięzione w tej wnęce jest absorbowane przez materiał o niższej gęstości wewnątrz wnęki, przekształcając ją w gorącą plazmę elektronów i cząstek jonów, które nadal absorbują energię z ograniczonego promieniowania. Całkowite ciśnienie we wnęce - suma udziału bardzo energicznych cząstek i ogólnie mniejszy udział promieniowania - przykładane jest do zewnętrznej powłoki ciężkiego metalu drugiej kapsułki (zwanej popychaczem), tym samym ściskając wtórną.
Zazwyczaj w popychaczu znajduje się pewien materiał topliwy, taki jak deuterek litu-6, otaczający „świecę zapłonową” wybuchowego materiału rozszczepialnego (ogólnie uran-235) w środku. Ponieważ rozszczepienie pierwotne generuje wydajność wybuchową w zakresie kilotonowym, ściśnięcie wtórne jest znacznie większe niż można to osiągnąć przy użyciu chemicznie wybuchowych materiałów wybuchowych. Ściskanie świecy zapłonowej powoduje wybuch rozszczepienia, który wytwarza temperatury porównywalne z temperaturami Słońca i obfity zapas neutronów do stapiania otaczających, a teraz ściśniętych materiałów termojądrowych. Zatem procesy rozszczepienia i syntezy jądrowej, które zachodzą w procesie wtórnym, są na ogół znacznie bardziej wydajne niż procesy zachodzące w procesie pierwotnym.
W wydajnym, nowoczesnym dwustopniowym urządzeniu - takim jak głowica balistyczna dalekiego zasięgu - podstawa jest wzmocniona w celu zaoszczędzenia objętości i masy. Wzmocnione substancje pierwotne we współczesnej broni termojądrowej zawierają około 3 do 4 kg plutonu, podczas gdy mniej wyrafinowane konstrukcje mogą zużywać dwukrotnie więcej lub więcej. Drugorzędny typowo zawiera kompozyt materiałów stopionych i rozszczepialnych starannie dostosowanych do maksymalizacji stosunku wydajności do masy lub stosunku objętości do objętości głowicy, chociaż możliwe jest zbudowanie wtórnych materiałów z czysto rozszczepialnych lub topliwych materiałów.
