长崎分别投放了一颗核弹，这也是世界上唯二的核武器实战应用。另一种威力更强的核子武器——热核炸弹——在战后的1951年5月在太平洋上的恩尼威托克岛试验场首次被引爆，爆炸威力大大超过裂变炸弹。热核炸弹至今也是世界最大威力的炸弹类型，其威力可达到同等质量的化学品炸药的数千万倍以上。热核炸弹后来由前苏联实用化，使用了固体炸弹燃料，体积因此大幅缩小，AN602氢弹是目前人类所引爆过的最大当量的炸弹。理论上核子爆炸装置和化学品炸药一样没有爆炸威力上限，能投入的炸弹燃料的量越多，威力就越大，然而其质能转换效率较反物质