和平利用核爆炸的前景確實是令人神往的。曆史將雄辯地證明：人民將徹底埋葬超級大國的原子彈；幾代科學家的辛勤勞動成果，必將完全用來造福於人類。
曆史
核武器係統，一般由核戰鬥部、投射工具和指揮控製係統等部分構成，核戰鬥部是其主要構成部分。核戰鬥部亦稱核彈頭，並常與核裝置、核武器這兩個名稱相互代替使用。實際上，核裝置是指核裝料、其他材料、起爆炸藥與雷管等組合成的整體，可用於核試驗，但通常還不能用作可靠的武器；核武器則指包括核戰鬥部在內的整個核武器係統。
核武器的出現，是20世紀40年代前後科學技術重大發展的結果。1939年初，德國化學家O·哈恩和物理化學家F·斯特拉斯曼發表了鈾原子核裂變現象的論文。幾個星期內，許多國家的科學家驗證了這一發現，並進一步提出有可能創造這種裂變反應自持進行的條件，從而開辟了利用這一新能源為人類創造財富的廣闊前景。但是，同曆史上許多科學技術新發現一樣，核能的開發也被首先用於軍事目的，即製造威力巨大的原子彈，其進程受到當時社會與政治條件的影響和製約。從1939年起，由於法西斯德國擴大侵略戰爭，歐洲許多國家開展科研工作日益困難。
同年9月初，丹麥物理學家N·H·D·玻爾和他的合作者J·A·惠勒從理論上闡述了核裂變反應過程，並指出能引起這一反應的最好元素是同位素鈾235。正當這一有指導意義的研究成果發表時，英、法兩國向德國宣戰。1940年夏，德軍占領法國。法國物理學家J·F·約裏奧-居裏領導的一部分科學家被迫移居國外。英國曾製訂計劃進行這一領域的研究，但由於戰爭影響，人力物力短缺，後來也隻能采取與美國合作的辦法，派出以物理學家J·查德威克為首的科學家小組，赴美國參加由理論物理學家J·R·奧本海默領導的原子彈研製工作。
在美國，從歐洲遷來的匈牙利物理學家齊拉德·萊奧首先考慮到，一旦法西斯德國掌握原子彈技術可能帶來嚴重後果。經他和另幾位從歐洲移居美國的科學家奔走推動，於1939年8月由物理學家A·愛因斯坦寫信給美國第32屆總統F·D·羅斯福，建議研製原子彈，才引起美國政府的注意。但開始隻撥給經費6000美元，直到1941年12月日本襲擊珍珠港後，才擴大規模，到1942年8月發展成代號為“曼哈頓工程區”的龐大計劃，直接動用的人力約60萬人，投資20多億美元。
到第二次世界大戰即將結束時製成3顆原子彈，使美國成為第一個擁有原子彈的國家。製造原子彈，既要解決武器研製中的一係列科學技術問題，還要能生產出必需的核裝料鈾235、鈈239。天然鈾中同位素鈾235的豐度僅072％，按原子彈設計要求必須提高到90％以上。當時美國經過多種途徑探索研究與比較後，采取了電磁分離、氣體擴散和熱擴散三種方法生產這種高濃鈾。供一顆“槍法”原子彈用的幾十千克高濃鈾，是靠電磁分離法生產的。建設電磁分離工廠的費用約3億美元（磁鐵的導電線圈是用從國庫借來的白銀製造的，其價值尚未計入）。鈈239要在反應堆內用中子輻照鈾238的方法製取。供兩顆“內爆法”原子彈用的幾十千克鈈239，是用3座石墨慢化、水冷卻型天然鈾反應堆及與之配套的化學分離工廠生產的。以上事例可以說明當時的工程規模。由於美國的工業技術設施與建設未受到戰爭的直接威脅，又掌握了必需的資源，集中了一批國內外的科技人才，使它能夠較快地實現原子彈研製計劃。
德國的科學技術，當時本處於領先地位。1942年以前，德國在核技術領域的水平與美、英大致相當，但後來落伍了。美國的第一座試驗性石墨反應堆，在物理學家E·費密領導下，1942年12月建成並達到臨界；而德國采用的是重水反應堆，生產鈈239，到1945年初才建成一座不大的次臨界裝置。為生產高濃鈾，德國曾著重於高速離心機的研製，由於空襲和電力、物資缺乏等原因，進展很緩慢。其次，A·希特勒迫害科學家，以及有的科學家持不合作態度，是這方麵工作進展不快的另一原因。更主要的是，德國法西斯頭目過分自信，認為戰爭可以很快結束，不需要花氣力去研製尚無必成把握的原子彈，先是不予支持，後來再抓已困難重重，研製工作終於失敗。
1945年5月德國投降後，美國有不少知道“曼哈頓工程區”內幕的人士，包括以物理學家J·弗蘭克為首的一大批從事這一工作的科學家，反對用原子彈轟炸日本城市。當時，日本侵略軍受到中國人民長期抗戰的有力打擊，實力大大削弱。美、英在太平洋地區的進攻，又幾乎全部摧毀日本海軍，海上封鎖使日本國內的物資供應極為匱乏。在日本失敗已成定局的情況下，美國仍於8月6日、9日先後在日本的廣島和長崎投下了僅有的兩顆原子彈。
蘇聯在1941年6月遭受德軍入侵前，也進行過研製原子彈的工作。鈾原子核的自發裂變，是在這一時期內由蘇聯物理學家Г·Н·弗廖羅夫和Κ·А·佩特紮克發現的。衛國戰爭爆發後，研製工作被迫中斷，直到1943年初才在物理學家И·В·庫爾恰托夫的組織領導下逐漸恢複，並在戰後加速進行。1949年8月，蘇聯進行了原子彈試驗。1950年1月，美國總統H·S·杜魯門下令加速研製氫彈。
1952年11月，美國進行了以液態氘為熱核燃料的氫彈原理試驗，但該實驗裝置非常笨重，不能用作武器。1953年8月，蘇聯進行了以固態氘化鋰6為熱核燃料的氫彈試驗，使氫彈的實用成為可能。美國於1954年2月進行了類似的氫彈試驗。英國、法國先後在50和60年代也各自進行了原子彈與氫彈試驗。
中國在開始全麵建設社會主義時期，基礎工業有了一定的發展，即著手準備研製原子彈。1959年開始起步時，國民經濟發生嚴重困難。同年6月，蘇聯政府撕毀中蘇在1957年10月簽訂的關於國防新技術協定，隨後撤走專家，中國決心完全依靠自己的力量來實現這一任務。中國首次試驗的原子彈取“596”為代號，就是以此激勵全國軍民大力協同做好這項工作。1964年10月16日，首次原子彈試驗成功。經過兩年多，1966年12月28日，小當量的氫彈原理試驗成功；半年之後，於1967年6月17日成功地進行了百萬噸級的氫彈空投試驗。中國堅持獨立自主、自力更生的方針，在世界上以最快的速度完成了核武器這兩個發展階段的任務。
現狀和分類
美國對日本投下的兩顆原子彈，胖子原子彈是以帶降落傘的核航彈形式，用飛機作為運載工具的。以後，隨著武器技術的發展，已形成多種核武器係統，包括彈道核導彈、巡航核導彈、防空核導彈、反導彈核導彈、反潛核火箭、深水核炸彈、核航彈、核炮彈、核地雷等。其中，配有多彈頭的彈道核導彈，以及各種發射方式的巡航核導彈，是美、蘇兩國裝備的主要核武器。
通常將核武器按其作戰使用的不同劃分為兩大類，即用於襲擊敵方戰略目標和防禦己方戰略要地的戰略核武器，和主要在戰場上用於打擊敵方戰鬥力量的戰術核武器。蘇聯還劃分有“戰役戰術核武器”。核武器的分類方法，與地理條件、社會政治因素有關，並不是十分嚴格的。
自70年代末以後，美國官方文件很少使用“戰術核武器”，代替它的有“戰區核武器”、“非戰略核武器”等，並把中遠程、中程核導彈也劃歸這一類。
已生產並裝備部隊的核武器，按核戰鬥部設計看，主要屬於原子彈和氫彈兩種類型。至於核武器的數量，並無準確的公布數字，有關研究機構的估計數字也不一致。按近幾年的資料綜合分析，到80年代中期，美、蘇兩國總計有核戰鬥部50000枚左右，占全世界總數的95％以上。其梯恩梯當量，總計為120億噸左右。而第二次世界大戰期間，美國在德國和日本投下的炸彈，總計約200萬噸梯恩梯，隻相當於美國B-52型轟炸機攜載的2枚氫彈的當量。從這一粗略比較可以看出核武器庫貯量的龐大。
美蘇兩國進攻性戰略核武器（包括洲際核導彈、潛艇發射的彈道核導彈、巡航核導彈和戰略轟炸機）在數量和當量上比較，美國在投射工具（陸基發射架、潛艇發射管、飛機）總數和梯恩梯當量總值上均少於蘇聯，但在核戰鬥部總枚數上多於蘇聯。考慮到核爆炸對麵目標的破壞效果同當量大小不是簡單的比例關係，另一種估算辦法是以一定的衝擊波超壓對應的破壞麵積來度量核戰鬥部的破壞能力，即取核戰鬥部當量值（以百萬噸為計算單位）的2/3次方為其“等效百萬噸當量”值（也有按目標特性及其分布和核攻擊規模大小等不同情況，選用小於2／3的其他方次的），再按各種核戰鬥部的枚數累計算出總值。
按此法估算比較美、蘇兩國的戰略核武器破壞能力，由於當量小於百萬噸的核戰鬥部枚數，美國多於蘇聯，兩國的差距並不很大。但自80年代以來，隨著蘇聯在分導式多彈頭導彈核武器上的發展，這一差距也在不斷擴大。而對點（硬）目標（見點目標）的破壞能力，則核武器投射精度起著更重要的作用，由於在這方麵美國一直領先，仍處於優勢。
除美、蘇、英、法和中國已掌握核武器外，印度在1974年進行過一次核試驗。一般認為，掌握必要的核技術並具有一定工業基礎及經濟實力的國家，也完全有可能製造原子彈。
研製和試驗
除鈾235、鈈239等核材料的生產外，核戰鬥部本身的研製，必須與整個核武器係統的研製程序協調一致。研製過程大致如下：從設想階段開始；經過關鍵技術課題和部件的預先研究或可行性研究，形成包括重量、尺寸、形式、威力、核材料、核試驗要求、研製工期、經費等內容的幾種設計方案；再經過論證比較和評價，選定設計方案，確定戰術技術指標；然後進行型號研究設計、各種模擬試驗；工藝試驗與試製，通過核試驗檢驗設計的合理性，最後達到設計定型、工藝定型與批準生產。進行這些工作，要有專門的科技隊伍，並配備必要的試驗場所，包括核試驗場。武器交付部隊後，研製和生產部門還要提供維護、修理、更換部件等服務工作，按反饋的信息進行必要的改進，並負責其退役處理或更新。
要做好核戰鬥部的設計，必須深入了解其反應過程，弄清其必須具備的條件與各種物理參數，掌握其中多種因素的內在聯係與變化規律。為此，要進行原子核物理、中子物理、高溫高壓凝聚態物理、超音速流體力學、爆轟學、計算數學和材料科學等多學科的一係列科學技術問題的研究，而核戰鬥部的研製實踐又會反過來帶動和促進這些學科的發展。
在研製過程中，以下環節起著重要作用：要用快速的、大容量電子計算機進行反應過程的理論研究計算，這種計算應盡可能接近實際情況，以便從多種設想或設計方案中找出最優方案，從而節省費用與減少核試驗次數。20世紀40年代以來，推動電子計算機技術迅速發展的重要因素之一，正是由於核武器研製的需要。要按照方案或指標要求，反複進行多方麵的模擬試驗，包括化學炸藥爆轟試驗，材料與強度試驗，環境條件試驗，控製、點火與安全試驗等。
這些都是為達到核武器高度可靠和安全所必不可少的。要進行必要的核試驗。無論是電子計算機上的大量計算，還是相應的模擬試驗，總不能達到百分之百地符合核武器方案的真實情況。特別是氫彈聚變反應所必需的高溫條件，還隻能由裂變反應來提供（利用激光或粒子束的慣性約束技術來創造這種模擬試驗條件，直到80年代初仍處於研究階段）。
因此，能否達到設計要求，還必須通過核裝置本身的爆炸試驗進行檢驗。當然，核試驗所起的作用並不限於此。正是由於核試驗在核武器研製中起著關鍵作用，美、蘇兩國為限製其他國家研製核武器，於1963年簽訂了一個並不禁止進行地下核試驗的《禁止在大氣層、外層空間和水下進行核武器試驗條約》，1974年又簽訂了一個仍然適合它們需要的限製地下核試驗當量的條約。
發展趨勢
由於核武器投射工具準確性的提高，自60年代以來，核武器的發展。首先是核戰鬥部的重量、尺寸大幅度減小但仍保持一定的威力，也就是比威力（威力與重量的比值）有了顯著提高。例如，美國在長崎投下的原子彈，重量約45噸，威力約2萬噸；70年代後期，裝備部隊的“三叉戟”Ⅰ潛地導彈，總重量約132噸，共8個分導式子彈頭，每個子彈頭威力為10萬噸，其比威力同長崎投下的原子彈相比，提高135倍左右。威力更大的熱核武器，比威力提高的幅度還更大些。但一般認為，這一方麵的發展或許已接近客觀實際所容許的極限。自70年代以來，核武器係統的發展更著重於提高武器的生存能力和命中精度，如美國的“和平衛士/MX”洲際導彈、“侏儒”小型洲際導彈、“三叉戟”Ⅱ潛地導彈，蘇聯的SS-24、SS-25洲際導彈，都在這些方麵有較大的改進和提高。