Hulu ledak termonuklear, juga dikenal sebagai hulu ledak nuklear, bom termonuklear (peleburan) yang dirancang untuk masuk ke dalam peluru berpandu. Pada awal 1950-an, Amerika Syarikat dan Kesatuan Soviet telah mengembangkan hulu ledak nuklear yang cukup kecil dan ringan untuk penyebaran peluru berpandu, dan pada akhir 1950-an kedua negara telah mengembangkan peluru berpandu balistik antarbenua (ICBM) yang mampu menyampaikan hulu ledak termonuklear di seluruh dunia.
Reka bentuk dua peringkat asas
Hulu ledak termonuklear tipikal boleh dibina mengikut reka bentuk dua peringkat, yang menampilkan pembelahan atau pembesar yang diperkuat (juga disebut pemicu) dan komponen yang terpisah secara fizikal yang disebut sekunder. Kedua primer dan sekunder terkandung dalam casing logam luar. Sinaran dari ledakan pembelahan primer dibendung dan digunakan untuk memindahkan tenaga untuk memampatkan dan menyalakan sekunder. Sebilangan sinaran awal dari letupan primer diserap oleh permukaan dalam casing, yang terbuat dari bahan berkepadatan tinggi seperti uranium. Penyerapan radiasi memanaskan permukaan dalaman casing, menjadikannya sempadan elektron dan ion panas. Sinaran selanjutnya dari primer sebahagian besarnya terbatas di antara batas ini dan permukaan luar kapsul sekunder. Sinaran awal, pantulan, dan penyinaran semula yang terperangkap dalam rongga ini diserap oleh bahan berketumpatan rendah di dalam rongga, mengubahnya menjadi plasma panas elektron dan zarah ion yang terus menyerap tenaga dari sinaran terkurung. Tekanan total dalam rongga - jumlah sumbangan dari zarah-zarah yang sangat bertenaga dan sumbangan yang lebih kecil dari sinaran - dikenakan pada cangkang luar logam berat kapsul sekunder (disebut penolak), sehingga memampatkan sekunder.
Biasanya, yang terkandung di dalam penolak adalah beberapa bahan peleburan, seperti lithium-6 deuteride, yang mengelilingi "palam pencucuh" bahan peledak yang boleh meletup (umumnya uranium-235) di tengahnya. Dengan pembelahan primer menghasilkan hasil letupan dalam julat kiloton, pemampatan sekunder jauh lebih besar daripada yang dapat dicapai dengan menggunakan bahan letupan tinggi kimia. Mampatan palam pencucuh menghasilkan letupan pembelahan yang menghasilkan suhu yang setanding dengan Matahari dan bekalan neutron yang banyak untuk peleburan bahan sekeliling, dan sekarang termonuklear yang dimampatkan. Oleh itu, proses pembelahan dan peleburan yang berlaku di sekunder pada umumnya jauh lebih berkesan daripada proses pembelahan yang berlaku di peringkat primer.
Dalam peranti dua tahap moden yang cekap - seperti kepala peluru berpandu balistik jarak jauh - yang utama ditingkatkan untuk menjimatkan jumlah dan berat badan. Primer yang diperkuat dalam senjata termonuklear moden mengandungi sekitar 3 hingga 4 kg (6,6 hingga 8,8 paun) plutonium, sementara reka bentuk yang kurang canggih mungkin menggunakan dua kali ganda jumlahnya atau lebih. Bahan sekunder biasanya mengandungi gabungan bahan peleburan dan fisil yang disesuaikan dengan teliti untuk memaksimumkan nisbah hasil-ke-berat atau hasil-ke-volume dari hulu ledak, walaupun mungkin untuk membuat sekunder dari bahan fisil atau fusi yang murni.
