Bomba termojądrowa, zwana bombą wodorową (ang. H-bomb) jest bombą, w której głównym źródłem energii wybuchu jest reakcja termojądrowa zachodząca podczas jej wybuchu. Bomby wodorowe mają największą, z dotychczas skonstruowanych bomb, siłę wybuchu równoważną wybuchowi setek milionów ton trotylu (megaton).

Kiedy dnia 1 listopada 1952 roku ostatni technicy zakończyli sprawdzanie przyrządów pomiarowych i poszycia ogromnego walca o wysokości 6 metrów, porytego ołowiem i pianką poliuretanową, nikt nie przypuszczał, że cudowna wyspa Elugelab na atolu Eniwetok, wraz z wybiciem godziny 7.14, zamieni się w krater o wielkość 2 kilometrów i głębokości 50 metrów. Miliony ton skał i roślinności oraz hektolitry wody w kilka sekund zamieniły się w parę wodną i podczas pierwszych 90 sekund zostały uniesione na 17.370 metrów, by po 5 minutach osiągnąć wysokość 41.150 m. Oznaczało to, że atomowy grzyb sięgnął aż do stratosfery. Tego dnia miała miejsce próba amerykańskiej nowej broni. Broni, przy której wybuchy atomowych głowic z ładunkami rozszczepialnymi wydawać by się mogły strzałami z pistoletu przy armatniej salwie. Tego dnia narodziła się bomba zwana potem bombą wodorową, a miała ona dwóch ojców. „Rodzice” pochodzili z Europy wschodniej, i byli nimi: Węgier Edward Teller i Polak Stanisław Ulam. Pierwsza bomba ich pomysłu była właściwie wielkim pomieszczeniem badawczym i nie mogła być użyta do celów militarnych, jednak zminimalizowanie jej do rozmiarów ładunku, którego dałoby się być przenosić bombowcami strategicznymi, było kwestią kilkunastu miesięcy. Bomba zdetonowana w 1952 roku była pierwszą bombą o łączonym charakterze, mającą „zapalnik” zbudowany z typowej bomby atomowej o typie ładunku rozszczepialnego (rozszczepianie jąder atomowych). Energia tego wybuchu inicjowała drugą reakcję - syntezy pierwiastków, a to założenie dawało niespotykaną moc przy zachowaniu dopuszczalnej masy i kosztów produkcji bomby.
Projekty produkcji bomb wykorzystujących zjawisko syntezy nie były nowe, ponieważ teoretyczne podwaliny stworzyli już Niemcy podczas drugiej wojny światowej (rozważania dotyczyły wybuchu ładunku konwencjonalnego, inicjującego proces syntezy), ale w obliczu wielu niewiadomych skupili się na badaniach nad energią rozszczepiania atomów. Amerykanie przez długie lata nie chcieli rozwijać tego projektu i dopiero eksplozja JOE-1 (amerykański kryptonim pierwszej radzieckiej bomby atomowej - nazwa zaczerpnięta z określenia „wujaszek JOE”, popularnego w USA eufemistycznego określenia Stalina) 29 sierpnia 1949 roku znacznie przyśpieszył prace. Założenia teoretyczne były dokonaniem matematyka, który wykształcenie zdobył na Uniwersytecie Lwowskim - Stanisława Ulama. On to, do obliczeń złożonych równań, po raz pierwszy użył komputera (to właśnie Ulam zaprojektował owy dwustopniowy mechanizm wybuchu). W swoich rozważaniach oparł się jednak na idei energii kompresji pojemnika z paliwem fuzyjnym, co napotkało wiele teoretycznych i finansowych przeszkód w drodze do realizacji programu. Dopiero Edward Teller zaproponował uzupełnienie równań o wpływ energii promienistej (promieniowanie X w temperaturze panującej podczas wybuchu bomby to 80% energii), będącej skutkiem wybuchu ładunku pierwszej fazy. Cel został osiągnięty. Rosjanie znowu pozostali w tyle, ale jak zwykle KGB i GRU stanęły na wysokości zadania.



Po wybuchu na atolu Eniwetok obserwatorzy i naukowcy nie mogli uwierzyć w to, co zobaczyli. Jedni gratulowali sobie sukcesu, inni stali osłupiali i patrzyli, co zostało z wysepki, na której nastąpił wybuch. Mocy, jaką osiągnęła bomba, nikt się nie spodziewał. Założenia mówiły o sile 5 megaton, ale w rzeczywistości była ona dwukrotnie większa. Nie było to ostatnie słowo w konstrukcji bomb wysokiej mocy – 1 marca 1954 roku o godzinie 6.45 czasu lokalnego w pobliżu wyspy Charlie na atolu Bikini eksplodował ładunek nazwany Cherlakiem. Zakładano, że moc wybuchu wyniesie 4 megatony, jednak o wybuchu okazało się, że miał on siłę 15 megaton. Odpowiedzialne były za to czynniki, których nie uwzględniono w obliczeniach.

Związek Radziecki bardzo intensywnie poszukiwał sposobów na wzmocnienie siły wybuchów swych ładunków nuklearnych, ponieważ miał dobrze w pamięci okres dominacji USA w tej dziedzinie. I mimo, że Sowietom bardzo zręcznie udało się stworzyć atmosferę zagrożenia światowego pokoju poprzez nuklearną dominacje USA, co zmotywowało rzeszę Amerykanów do pracy na rzecz ZSRR, nie mieli dostatecznej wiedzy, by dorównać Stanom Zjednoczonym. Sowieccy szpiedzy działali w najtajniejszych strukturach ośrodków badawczych i przekazywali cenne informacje, poprzez radzieckie placówki dyplomatyczne, prosto na Kreml. W latach pięćdziesiątych sympatia do komunistów była bardzo powszechna w społeczeństwach demokratycznych, a Związek Radziecki dodatkowo kreował się na miłujące pokój państwo, które bez posiadania arsenału identycznego z tym, w posiadaniu jakiego były Stany Zjednoczone, owego pokoju nie będzie w stanie uratować. W kwestii bomb dwufazowych Sowieci mieli jednak pecha, po części ze względu na fakt, że zagadnieniem tym, w początkowym okresie jego rozwoju, zajmowali się tylko pasjonaci. Cała rzesza naukowców rozwijała klasyczne bomby o ładunku rozszczepialnym. Działo się tak po części dlatego, że przełomowy pomysł był owocem pracy właściwie jednego człowieka – Stanisława Ulama. To właśnie zastosowanie idei broni fazowej dawało szanse na rozwój prac nad tym typem bomby, jednak Rosjanie w zamian zastosowali projekt tzw. przekładańca.

Tak właśnie zbudowana była pierwsza bomba z wykorzystaniem energii syntezy, o amerykańskim kryptonimie JOE-4, zdetonowana 12 sierpnia.1953 na wieży w Semipałatyńsku. Moc osiągnięta w trakcie tego testu wyniosła 400 kiloton. Struktura przekładańca, której autorem w USA był Teller, nie daje szans na pozyskanie energii z reakcji syntezy, a maksymalną mocą, którą zdolna by była osiągnąć, oszacowano na 1 megatonę. Pierwsza bomba zbudowana według pomysłu Ulam-Teller wybuchła nad poligonem w ZSRR 22 listopada 1955 roku. Szanse się wyrównały, Rosjanie mogli spokojnie kontynuować rewolucję światową, Amerykanie zaś dostawać alergii na komunizm.

Bomba o konstrukcji wyżej opisanej jest nazywana bombą o ładunku dwufazowym. Faza I - reakcja rozszczepienie uranu lub plutonu, faza II synteza helu. W pierwszej i w drugiej fazie wybuchu bomby wydziela się znaczna ilość szybkich neutronów. Większość z ich ucieka poza obszar wybuchu. Neutrony te można wykorzystać do inicjowania rozszczepienia jąder ulegających rozszczepieniu w wyniku bombardowania szybkimi neutronami. W wersji trójfazowej bombę o konstrukcji opisanej wyżej otacza się dodatkową powłoką z izotopu 238 uranu lub 232 toru, która spełnia w pierwszym etapie rolę ekranu odbijającego neutrony, a następnie sama ulega rozszczepieniu. Izotopy te nie ulegają łańcuchowej reakcji rozszczepienia, ale w końcu bombardujące je szybkie neutrony powstałe w pierwszych dwóch etapach powodują ich rozszczepienie, co znacznie zwiększa sumaryczną moc wybuchu.Specjalnym rodzajem bomby termojądrowej jest bomba neutronowa. Siła jej wybuchu jest relatywnie niewielka, małe jest również skażenie promieniotwórcze terenu. Czynnikiem niszczącym jest natomiast promieniowanie neutronowe, zabójcze dla żywych organizmów.

Car Bomba została zdetonowana 30 października 1961 roku na wyspie Nowa Ziemia, położonej na Morzu Arktycznym. Zdetonował ją radziecki strategiczny samolot bombowy dalekiego zasięgu TU-95 z wysokości ok 10tys km. Bomba miała ok 8 metrów długości i 2 metry szerokości oraz ważyła 27 ton.Car Bomba była trójstopniową bombą termojądrową. Według pierwotnych zamierzeń miała mieć moc 150 megaton. Według radzieckich analiz zdetonowanie takiej bomby na Nowej Ziemi mogło objąć skażeniem pas 1.000km i wiązałoby się z ewakuacją takich miast jak Workuta czy Norlysk. Chcąc uniknąć ewakuacji moc bomby zmniejszono do 58 megaton co i tak odpowiadało ok:
- 1% mocy Słońca.
- dziesięciokrotności (!) łącznej energii wszystkich broni użytych podczas II Wojny Światowej.
Dla przypomnienia dodamy, że bomby atomowe zrzucone na Hiroszimę i Nagasaki posiadały odpowiednio 15 i 20 kiloton. Jedna megatona to natomiast 1000 kiloton. Łatwo więc wyobrazić sobie moc Car Bomby.

Skutki wybuchu wprawiły w osłupienie wszystkich naukowców. Car Bomba spowodowała:
- wyparowanie kilku skalistych wysepek oraz wyparowanie pokrywy lodowca w promieniu 20 kilometrów,
- wyparowanie wszystkich samochodów w promieniu 30 kilometrów,
- promieniowanie cieplne było w stanie spowodować poparzenia trzeciego stopnia w promieniu 100 kilometrów. Radzieccy obserwatorzy byli 270km od epicentrum wybuchu a i tak poczuli wyraźny impuls cieplny.
Sam wybuch był odczuwalny na Alasce, błysk widziany był z odległości 1.000 kilometrów a fala uderzeniowa okrążyła ziemię trzykrotnie.

Po co aż tak duża bomba? Odpowiedź jest prosta - wyścig zbrojeń. Największa zdetonowana bomba atomowa przez amerykanów miała siłę 15 megaton. Militarna przydatność takiej bomby jest jednak bardzo niska. Gdyby ZSRR chciał zniszczyć np. Londyn wystarczyła by im bomba o sile 1 megatony. Koszt przecież byłby znacznie mniejszy. ZSRR chciał aby Zachód się bał. Detonując tak mocną bombę osiągnął ten cel. Jako ciekawostkę można dodać, iż twórca Car Bomby - Andriej Sacharow został później laureatem pokojowej nagrody Nobla.