Onda termonuclear, també coneguda com capçalera nuclear, bomba termonuclear (de fusió) dissenyada per adaptar-se a l’interior d’un míssil. A principis dels anys cinquanta els Estats Units i la Unió Soviètica havien desenvolupat càmeres nuclears prou petites i lleugeres per al desplegament de míssils, i a finals dels anys cinquanta ambdós països havien desenvolupat míssils balístics intercontinentals (ICBMs) capaços de lliurar focs termonuclears arreu del món.
Disseny bàsic de dues etapes
Es pot construir un test termonuclear típic d'acord amb un disseny de dues etapes, que inclou una primària fissió o fissió impulsada (també anomenat disparador) i un component físicament separat anomenat secundari. Tant el primari com el secundari es troben dins d’una caixa de metall exterior. La radiació procedent de l'explosió de fissió del primari es conté i s'utilitza per transferir energia per comprimir i encendre el secundari. Una part de la radiació inicial provinent de l'explosió primària és absorbida per la superfície interior del estoig, que està formada per un material d'alta densitat com l'urani. L’absorció per radiació escalfa la superfície interior del estoig, convertint-la en un límit opac d’electrons i ions calents. La radiació posterior del primari es limita en gran mesura entre aquest límit i la superfície exterior de la càpsula secundària. La radiació inicial, reflectida i irradiada atrapada dins d’aquesta cavitat és absorbida per material de menor densitat dins de la cavitat, convertint-lo en un plasma calent d’electrons i partícules d’ions que continuen absorbint energia de la radiació confinada. La pressió total a la cavitat —la suma de la contribució de les partícules molt energètiques i la contribució generalment menor de la radiació— s’aplica a la closca exterior de metalls pesats de la càpsula secundària (anomenada empenjador), comprimint així la secundària.
Típicament, dins del impulsor hi ha algun material de fusió, com el deuteride de liti-6, que envolta una “bugia” de material fissionable explosiu (generalment urani-235) al centre. Amb la primària de la fissió que genera un rendiment explosiu en el rang de quilotons, la compressió del secundari és molt major del que es pot aconseguir utilitzant explosius químics alts. La compressió de la bugia té com a resultat una explosió de fissió que crea temperatures comparables a les del Sol i un subministrament copiós de neutrons per a la fusió dels materials termonuclears circumdants i ara comprimits. Així, els processos de fissió i fusió que tenen lloc al secundari són generalment molt més eficients que els que tenen lloc a la primària.
En un dispositiu eficaç i modern de dues etapes, com ara una testa de míssils balístics de llarg abast, es potencia la primària per tal de mantenir el volum i el pes. Les primàries impulsades en les armes termonuclears modernes contenen entre 3 i 4 kg (6,6 a 8,8 lliures) de plutoni, mentre que els dissenys menys sofisticats poden utilitzar el doble d'aquesta quantitat o més. El secundari conté normalment un material compost de fusió i fissures acuradament adaptats per maximitzar la relació rendiment-pes o rendiment-volum de la capçalera, encara que és possible construir-ne secundaris a partir de materials purament fissils o de fusió.
