V času, ki je minil od prvega preizkusa v Alamogordu, je zagrmelo na tisoče eksplozij cepitvenih nabojev, od katerih je vsaka pridobila dragoceno znanje o posebnostih njihovega delovanja. To znanje je podobno elementom mozaičnega platna in izkazalo se je, da je "platno" omejeno z zakoni fizike: kinetika upočasnitve nevtronov v sestavi omejuje zmanjšanje velikosti streliva in njegova moč ter doseganje sproščanja energije, ki znatno presega sto kilotonov, je zaradi jedrske fizike in hidrodinamičnih omejitev dovoljenih dimenzij podkritične krogle nemogoče. Vendar je še vedno mogoče narediti strelivo močnejše, če skupaj s cepitvijo deluje jedrska fuzija.
Največja vodikova (termonuklearna) bomba je sovjetska 50-megatonska "carska bomba", ki je eksplodirala 30. oktobra 1961 na poligonu na otoku Nova Zemlja. Nikita Hruščov se je pošalil, da naj bi sprva eksplodirala 100-megatonsko bombo, vendar so naboj zmanjšali, da ne bi razbili vsega stekla v Moskvi. V vsaki šali je nekaj resnice: strukturno je bila bomba res zasnovana za 100 megatonov in to moč je mogoče doseči s preprostim povečanjem delovne tekočine. Odločili so se, da bodo iz varnostnih razlogov zmanjšali sproščanje energije - sicer bi bilo odlagališče preveč poškodovano. Izdelek se je izkazal za tako velikega, da se ni prilegal v odsek za bombo letala Tu-95 in je delno štrlel iz njega. Kljub uspešnemu preizkusu bomba ni prišla v uporabo; kljub temu sta bila ustvarjanje in preizkušanje superbombe velikega političnega pomena, kar dokazuje, da je ZSSR rešila problem doseganja skoraj vseh ravni megatonaže jedrskega arzenala.
Cepljenje plus fuzija
Težki izotopi vodika služijo kot gorivo za sintezo. Ko se jedra devterija in tritija združita, nastaneta helij-4 in nevtron, je v tem primeru izkoristek energije 17,6 MeV, kar je nekajkrat več kot v reakciji cepitve (na enoto mase reagentov). V takem gorivu v normalnih pogojih ne more priti do verižne reakcije, tako da njegova količina ni omejena, kar pomeni, da sproščanje energije termonuklearnega naboja nima zgornje meje.
Da pa se začne fuzijska reakcija, je treba jedra devterija in tricija približati, to pa ovirajo sile Coulombovega odbijanja. Če jih želite premagati, morate jedra pospešiti drug proti drugemu in jih potisniti. V nevtronski cevi se med reakcijo odstranjevanja porabi velika količina energije za pospeševanje ionov z visoko napetostjo. Če pa gorivo segrejete na zelo visoke temperature v milijonih stopinj in ohranite njegovo gostoto toliko časa, kolikor je potrebno za reakcijo, bo sprostilo veliko več energije, kot jo porabite za ogrevanje. Zaradi te metode reakcije so orožje začeli imenovati termonuklearno (glede na sestavo goriva se takšne bombe imenujejo tudi vodikove bombe).