หัวรบนิวเคลียร์แสนสาหัสหรือที่เรียกกันว่าหัวรบนิวเคลียร์, ระเบิดนิวเคลียร์เชิงความร้อน (ฟิวชั่น) ที่ออกแบบมาเพื่อให้พอดีกับจรวด ในช่วงต้นทศวรรษ 1950 ทั้งสหรัฐอเมริกาและสหภาพโซเวียตได้พัฒนาหัวรบนิวเคลียร์ที่มีขนาดเล็กและเบาพอสำหรับการติดตั้งขีปนาวุธและในช่วงปลายทศวรรษ 1950 ทั้งสองประเทศได้พัฒนาขีปนาวุธข้ามทวีป (ICBMs) ที่สามารถส่งหัวรบนิวเคลียร์แสนสาหัสทั่วโลก
การออกแบบสองขั้นพื้นฐาน
หัวรบแสนสาหัสทางความร้อนโดยทั่วไปอาจถูกสร้างขึ้นตามการออกแบบสองขั้นตอนซึ่งมีฟิชชันหรือเพิ่มฟิชชันหลัก (เรียกอีกอย่างว่าตัวเหนี่ยวไก) และส่วนประกอบแยกทางร่างกายที่เรียกว่ารอง ทั้งปฐมภูมิและทุติยภูมิบรรจุอยู่ในกล่องโลหะด้านนอก มีการแผ่รังสีจากการแตกตัวของฟิชชันหลักและใช้ในการถ่ายโอนพลังงานเพื่อบีบอัดและจุดติดไฟรอง รังสีเริ่มต้นบางส่วนจากการระเบิดครั้งแรกถูกดูดซับโดยพื้นผิวด้านในของเคสซึ่งทำจากวัสดุที่มีความหนาแน่นสูงเช่นยูเรเนียม การดูดกลืนรังสีจะทำให้พื้นผิวด้านในของกล่องเกิดความร้อนและทำให้มันกลายเป็นขอบเขตทึบของอิเล็กตรอนและไอออนที่ร้อน การแผ่รังสีที่ตามมาจากปฐมภูมินั้นถูก จำกัด ส่วนใหญ่ระหว่างขอบเขตนี้และพื้นผิวด้านนอกของแคปซูลรอง รังสีเริ่มต้นที่ถูกสะท้อนและการฉายรังสีอีกครั้งที่ถูกกักอยู่ภายในโพรงนี้จะถูกดูดซับโดยวัสดุที่มีความหนาแน่นต่ำภายในโพรงนั้นจะแปลงเป็นพลาสมาร้อนของอิเล็กตรอนและอนุภาคไอออนที่ยังคงดูดซับพลังงานจากรังสีที่ จำกัด ความดันรวมในโพรง - ผลรวมของการสนับสนุนจากอนุภาคที่มีพลังมากและการมีส่วนร่วมที่น้อยกว่าจากการแผ่รังสี - ถูกนำไปใช้กับเปลือกนอกโลหะหนักของแคปซูลรอง (เรียกว่า pusher) ดังนั้นจึงบีบอัดทุติยภูมิ
โดยปกติแล้วสิ่งที่บรรจุอยู่ภายในตัวเร่งปฏิกิริยาคือวัสดุฟิวชั่นเช่นลิเทียม -6 ดีเทอไรด์โดยรอบ "หัวเทียน" ของวัสดุฟิชชันที่ระเบิดได้ (โดยทั่วไปคือยูเรเนียม -235) ที่กึ่งกลาง ด้วยฟิชชันหลักทำให้เกิดการระเบิดในช่วงกิโลตันการบีบอัดของทุติยภูมินั้นยิ่งใหญ่กว่าที่สามารถทำได้โดยใช้วัตถุระเบิดสูงทางเคมี การบีบอัดของหัวเทียนส่งผลให้เกิดการแตกตัวของฟิชชันซึ่งสร้างอุณหภูมิเทียบเท่ากับดวงอาทิตย์และมีการจัดหานิวตรอนจำนวนมากสำหรับการหลอมรวมของสภาพแวดล้อมโดยรอบ ดังนั้นกระบวนการฟิชชันและฟิวชั่นที่เกิดขึ้นในรองมักจะมีประสิทธิภาพมากกว่ากระบวนการที่เกิดขึ้นในปฐมภูมิ
ในอุปกรณ์สองขั้นตอนที่ทันสมัยและมีประสิทธิภาพ - เช่นจรวดขีปนาวุธพิสัยไกล - อาวุธหลักได้รับการปรับปรุงเพื่อประหยัดปริมาณและน้ำหนัก พลูโตเนียมที่ได้รับการปรับปรุงใหม่ในอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์รุ่นใหม่มีพลูโทเนียมประมาณ 3 ถึง 4 กิโลกรัม (6.6 ถึง 8.8 ปอนด์) ในขณะที่การออกแบบที่ซับซ้อนน้อยอาจใช้ปริมาณสองเท่าหรือมากกว่านั้น โดยทั่วไปแล้วรองประกอบด้วยวัสดุฟิวชั่นและวัสดุฟิสไซล์ที่ปรับแต่งอย่างระมัดระวังเพื่อเพิ่มอัตราส่วนผลผลิตต่อน้ำหนักหรือผลผลิตต่อปริมาตรของหัวรบให้ได้ถึงแม้ว่ามันจะเป็นไปได้ที่จะสร้างวัสดุรองจากวัสดุฟิวชั่นหรือฟิวชั่น
