核爆発による大気・海洋発火説
イタリア出身の亡命物理学者エンリコ・フェルミは、1942年にシカゴ大学冶金研究所で世界初の原子炉を完成させた後、テネシー州オークリッジ・サイトの新たな原子炉、ワシントン州ハンフォード・サイトでのプルトニウム生産炉の稼働を監督し、1944年7月にはロスアラモスの副所長となった。開発の多方面に関わる中で、テラーらとともに核融合に関する調査も行った。フェルミは大気発火に関するベーテの楽観には同調せず、より確実性の高い結果を求めた。難航した爆縮型プルトニウム原爆がほとんど完成し、最初の核実験が行われる予定の1945年7月の数週前になって、フェルミはテラーらに対して、大気発火の可能性を再び持ち出し、検討を持ちかけた。
コノピンスキーとテラーらは、このときになって大気中での熱核暴走について詳しく検討した。彼らは戦後の1946年に同じ問題を扱った機密の内部報告書をまとめている。考えうる反応のうち最も危険な反応として彼らが懸念したのは2つの窒素原子核 (N) が融合し、マグネシウム原子核 (Mg) とアルファ粒子(α、ヘリウム原子核 He)となる以下の反応だった。
147N + 147N → 2412Mg + 42α + 17.7 MeV
(ただし、最後の項は生成されるエネルギーを意味し、MeV はメガ電子ボルトを表す。数値は当時のもの。以下同じ)。生成されるエネルギーは生成物の約 7 MeV のクーロン障壁を超えるのに十分であった。だが、反応は単純なものではなく、考えうる多数の経路があった。以下の反応では、核が直接衝突せずとも接近するだけで重水素原子核を受け渡しうる。
147N + 147N → 168O + 126C + 10.