自從第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束以來，用于核武器中的三個(gè)主要的裂 變裝料是鈾、钚和釷。但是使用不同的裂變材料，就會(huì)影響核彈頭的設(shè)計(jì)，因?yàn)樗x用的裝料有一定的物理性質(zhì)和核性質(zhì)。

第一種裝料——鈾的原子序數(shù)（核中的質(zhì)子從）為92,原子量為227?240。核武器中最常用的是鈾235和鈾238。自然界存在的鈾中 約含99.3%的鈾238和0.7%的鈾235。鈾金屬的密度很大，0.02立方米的鈾金屬的質(zhì)量超過500公斤。而且在核爆炸一開始，鈾金屬的固體芯被向內(nèi)擠壓，隨著猛炸藥和壓縮度的不同，其密度會(huì)増加8-27倍。

精煉以后的鈾是一種銀白色的重金屬，當(dāng)它被磨成細(xì)粉或燒結(jié)狀時(shí)能自燃（自點(diǎn) 火)。當(dāng)它曝露于空氣中時(shí)就迅速氧化，它的14種同位素都是放射性的，最普通的同位素鈾238的半衰期（原來物質(zhì)的一半衰變?yōu)橹芷诒砩衔恢幂^低的 另一種元素所需的時(shí)間）在45億年以上。人們確信，地心中的大量熱量系來源于大量 鈾和釷的放射性衰變（地球的年齡大約為45億年)。

第二種裂變?nèi)剂稀械奈锢砗突瘜W(xué)性質(zhì)與鈾十分相似。它的原子序數(shù)為94,原 子量為232?246。與鈾不同的是，钚是人造元素，是在反應(yīng)堆中用中子轟擊92U2S8而生 成的（所有商用核反應(yīng)堆都增殖钚，作為發(fā)電的副產(chǎn)品)。反應(yīng)產(chǎn)物鈾首先衰變成镎， 然后衰變成钚。钚的半衰期約為24000年。

半衰期約為140億年的釷

第三種燃料——釷引起人們的興趣主要是因?yàn)樵谒恢凶诱丈渲罂尚纬煽闪炎?的鈾233(釷自身只有在高能中子，例如聚變反應(yīng)釋放的中子的作用下才能裂變)。在戰(zhàn) 后不久的美國(guó)核武器計(jì)劃中，曾經(jīng)提出用釷作為反應(yīng)堆的進(jìn)料，以緩解鈾儲(chǔ)存的不足。 釷的半衰期約為140億年。

而與裂變材料相反，聚變反應(yīng)材料密度都較小。第一種熱核燃料——鋰。鋰在核武器中鋰可制成鹽（氘化鋰產(chǎn)品）也可制成金屬（生產(chǎn)氚）應(yīng)用，大部分直接用于熱核武器， 一小部分用于生產(chǎn)氚(鋰在核反應(yīng)堆中經(jīng)中子輻照）和為設(shè)計(jì)反應(yīng)堆所進(jìn)行的研究中。

第二種熱核燃料——氘是氫的同位素，氘核由一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子組成。氘天然地 存在于地球上所有的淡水和海水中。使用特殊 設(shè)備可從水中分離出氧化氘（即重水)，然后再電解成氧氣和氘氣。用管子將它通入裝有鋰鹽的燒瓶，加熱燒瓶，氘與鋰就化合成氘化鋰。氘化鋰是 熱核武器的主要燃料。氣態(tài)氘也用在絕大多數(shù)聚變彈 頭的“助爆”裂變初級(jí)中。一磅液氘若全部聚變而轉(zhuǎn)換成氦，產(chǎn)生約6.8萬噸TNT當(dāng)量的能 量。1立方米氣態(tài)氘若全部轉(zhuǎn)換成氦，可產(chǎn)生1000萬噸TNT 當(dāng)量的能量。