小男孩”結構
1945年8月，美國投到日本廣島的那顆原子彈（代號叫“小男孩”）採用的就是槍式結構，彈重約4100公斤，直徑約71釐米，長約305釐米。核裝藥為鈾235，爆炸威力約為14000噸梯恩梯當量。在槍式結構中，每塊核裝藥不能太大，最多隻能接近於臨界質量，而決不能等於或超過臨界質量。因此當兩塊核裝藥合攏時，總質量最多隻能比臨界質量多出近一倍。這就使得原子彈的爆炸威力受到了限制。
另外在槍式結構中，兩塊核裝藥雖然高速合攏，但在合攏過程中所經歷的時間仍然顯得過長，以致於在兩塊核裝藥尚未充分合並以前，就由自發裂變所釋放的中子引起爆炸。這種“過早點火”造成低效率爆炸，使核裝藥的利用率很低。一公斤鈾235（或鈽239）全部裂變，大約能釋放18000噸梯恩梯當量的能量，一顆原子彈的核裝藥一般為15～25公斤鈾235（或6～8公斤鈽239），以此計算，“小男孩”的核裝藥利用率還不到百分之五。
鈾在正常壓力下的密度約為19克/釐米。在高壓下，鈾可被壓縮到更高的密度。研究表明，對於一定的裂變物質，密度越高，臨界質量越小。根據這一特性，在發展槍式結構的同時，還發展了一種內爆式結構。在槍式結構中，原子彈是在正常密度下用突然增加裂變物質數量的方法來達到超臨界，而內爆式結構原子彈則是利用突然增加壓力，從而增加密度的方法達到超臨界。
在內爆式結構中，將高爆速的烈性炸藥製成球形裝置，將小於臨界質量的核裝料製成小球，置於炸藥中。透過電雷管同步點火，使炸藥各點同時起爆，產生強大的向心聚焦壓縮波（又稱內爆波），使外圍的核裝藥同時向中心合攏，使其密度大大增加，也就是使其大大超臨界。再利用一個可控的中子源，等到壓縮波效應最大時，才把它“點燃”。這樣就實現了自持鏈式反應，導致極猛烈的爆炸。內爆式結構優於槍式結構的地方，在於壓縮波效應所需的時間遠較槍式結構合攏的時間短促，因而“過早點火”的機率大為減小。這樣，內爆式結構就可以使用自發裂變機率較大的裂變物質，如鈽239作核裝藥；同時使利用效率大為增。
“胖子”結構
美國投於日本長崎的那顆原子彈（代號叫“胖子”），採用的就是內爆式結構，以鈽239作核裝藥。彈重約4500公斤，彈最粗處直徑約152釐米，彈長約320釐米，爆炸威力估計為20000噸梯恩梯當量。
原子彈的進一步發展就是氫彈，或稱為熱核武器。氫彈利用的是某些輕核聚變反應放出的巨大能量。它的裝藥可以是氘和氚，也可以是氘化鋰6，這些物質稱為熱核材料。按單位重量的物質計，核聚變反應放出的能量比裂變反應更多，而且沒有所謂臨界質量的限制，因而氫彈的爆炸威力更大，一般要比原子彈大幾百倍到上千倍。
不過熱核反應只有在極高的溫度（幾千萬度）下才能進行，而這樣高的溫度只有在原子彈爆炸時才能產生，因此氫彈必須用原子彈作為點燃熱核材料的“雷管”。氫彈爆炸時會放出大量的高能中子，這些高能中子能使鈾238發生裂變。因此在一般氫彈外面包一層鈾238，就能大大提高爆炸威力。這種核彈的爆炸，經歷裂變一聚變—裂變三個過程，所以稱為“三相彈”。它的特點是成本低、威力大、放射性汙染多。
小男孩”結構
1945年8月，美國投到日本廣島的那顆原子彈（代號叫“小男孩”）採用的就是槍式結構，彈重約4100公斤，直徑約71釐米，長約305釐米。核裝藥為鈾235，爆炸威力約為14000噸梯恩梯當量。在槍式結構中，每塊核裝藥不能太大，最多隻能接近於臨界質量，而決不能等於或超過臨界質量。因此當兩塊核裝藥合攏時，總質量最多隻能比臨界質量多出近一倍。這就使得原子彈的爆炸威力受到了限制。
另外在槍式結構中，兩塊核裝藥雖然高速合攏，但在合攏過程中所經歷的時間仍然顯得過長，以致於在兩塊核裝藥尚未充分合並以前，就由自發裂變所釋放的中子引起爆炸。這種“過早點火”造成低效率爆炸，使核裝藥的利用率很低。一公斤鈾235（或鈽239）全部裂變，大約能釋放18000噸梯恩梯當量的能量，一顆原子彈的核裝藥一般為15～25公斤鈾235（或6～8公斤鈽239），以此計算，“小男孩”的核裝藥利用率還不到百分之五。
鈾在正常壓力下的密度約為19克/釐米。在高壓下，鈾可被壓縮到更高的密度。研究表明，對於一定的裂變物質，密度越高，臨界質量越小。根據這一特性，在發展槍式結構的同時，還發展了一種內爆式結構。在槍式結構中，原子彈是在正常密度下用突然增加裂變物質數量的方法來達到超臨界，而內爆式結構原子彈則是利用突然增加壓力，從而增加密度的方法達到超臨界。
在內爆式結構中，將高爆速的烈性炸藥製成球形裝置，將小於臨界質量的核裝料製成小球，置於炸藥中。透過電雷管同步點火，使炸藥各點同時起爆，產生強大的向心聚焦壓縮波（又稱內爆波），使外圍的核裝藥同時向中心合攏，使其密度大大增加，也就是使其大大超臨界。再利用一個可控的中子源，等到壓縮波效應最大時，才把它“點燃”。這樣就實現了自持鏈式反應，導致極猛烈的爆炸。內爆式結構優於槍式結構的地方，在於壓縮波效應所需的時間遠較槍式結構合攏的時間短促，因而“過早點火”的機率大為減小。這樣，內爆式結構就可以使用自發裂變機率較大的裂變物質，如鈽239作核裝藥；同時使利用效率大為增。
“胖子”結構
美國投於日本長崎的那顆原子彈（代號叫“胖子”），採用的就是內爆式結構，以鈽239作核裝藥。彈重約4500公斤，彈最粗處直徑約152釐米，彈長約320釐米，爆炸威力估計為20000噸梯恩梯當量。
原子彈的進一步發展就是氫彈，或稱為熱核武器。氫彈利用的是某些輕核聚變反應放出的巨大能量。它的裝藥可以是氘和氚，也可以是氘化鋰6，這些物質稱為熱核材料。按單位重量的物質計，核聚變反應放出的能量比裂變反應更多，而且沒有所謂臨界質量的限制，因而氫彈的爆炸威力更大，一般要比原子彈大幾百倍到上千倍。
不過熱核反應只有在極高的溫度（幾千萬度）下才能進行，而這樣高的溫度只有在原子彈爆炸時才能產生，因此氫彈必須用原子彈作為點燃熱核材料的“雷管”。氫彈爆炸時會放出大量的高能中子，這些高能中子能使鈾238發生裂變。因此在一般氫彈外面包一層鈾238，就能大大提高爆炸威力。這種核彈的爆炸，經歷裂變一聚變—裂變三個過程，所以稱為“三相彈”。它的特點是成本低、威力大、放射性汙染多。