裂反应同时发生，便会激发核爆炸。但是由于在核爆炸的瞬间，链式裂变反应往往还没能赶得及百份百完成，这些可裂变物质就解体了，碎片化的可裂变物质又重新低于临界质量，中子从空隙中逃逸，链式反应中止，因此这类型核武的效率很低。例如胖子原子弹的效率只有17％，而小男孩原子弹的效率就只有1.4％。而热核炸弹的威力则来自核裂变和核聚变这两者的多级串联组合。热核炸弹的氘氚聚变反应能释放出大量高能中子流，这些高能中子会加剧可裂变物质的链式裂变反应，将炸弹燃料的利用率大幅提高。以往一些裂变炸弹设计也会在能维持核分裂链式反应的材料