سلاح نووي حراري أو سلاح اندماجي أو قنبلة هيدروجينية (قنبلة H) هو تصميم سلاح نووي من الجيل الثاني. إن تعقيدها الأعظم يمنحها قوة تدميرية أكبر بكثير من الجيل الأول من القنابل الذرية ، أو حجمًا أصغر حجمًا ، أو كتلة أقل ، أو مزيجًا من هذه الفوائد. تتيح خصائص تفاعلات الاندماج النووي استخدام اليورانيوم المستنفد غير الانشطاري كوقود رئيسي للسلاح ، مما يسمح باستخدام أكثر كفاءة للمواد الانشطارية النادرة مثل اليورانيوم 235 (يو 235) أو البلوتونيوم 239 (239 بو). أجرت الولايات المتحدة أول اختبار نووي حراري واسع النطاق في عام 1952 ؛ تم استخدام هذا المفهوم منذ ذلك الحين من قبل معظم القوى النووية في العالم في تصميم أسلحتها. تتكون أسلحة الاندماج الحديثة أساسًا من مكونين رئيسيين: المرحلة الأولية للانشطار النووي (تغذيها 235U أو 239Pu) ومرحلة ثانوية منفصلة للانصهار النووي تحتوي على الوقود النووي الحراري: نظائر الهيدروجين الثقيلة الديوتيريوم والتريتيوم ، أو ديوتريد الليثيوم في الأسلحة الحديثة. لهذا السبب ، غالبًا ما تسمى الأسلحة النووية الحرارية بالعامية القنابل الهيدروجينية أو القنابل الهيدروجينية ، ويبدأ الانفجار الاندماجي بتفجير المرحلة الأولية للانشطار. ترتفع درجة حرارته إلى ما يقرب من 100 مليون كلفن ، مما يجعله يتوهج بشدة بالأشعة السينية الحرارية. تغمر هذه الأشعة السينية الفراغ ("قناة الإشعاع" المملوءة غالبًا برغوة البوليسترين) بين التجمعات الأولية والثانوية الموضوعة داخل حاوية تسمى علبة الإشعاع ، والتي تحصر طاقة الأشعة السينية وتقاوم ضغطها الخارجي. تضمن المسافة التي تفصل بين المجموعتين أن شظايا الحطام من الانشطار الأولي (التي تتحرك ببطء أكبر بكثير من فوتونات الأشعة السينية) لا يمكنها تفكيك الثانوية قبل أن ينتهي انفجار الاندماج.

مرحلة الاندماج الثانوية - التي تتكون من دافع / مدك خارجي ، حشو وقود اندماجي وسدادة شرارة مركزية من البلوتونيوم - تنفجر داخليًا بواسطة طاقة الأشعة السينية التي تصطدم بالدافع / المدك. يؤدي ذلك إلى ضغط المرحلة الثانوية بالكامل وزيادة كثافة شمعة الإشعال من البلوتونيوم. ترتفع كثافة وقود البلوتونيوم إلى حد أن شمعة الإشعال تُدفَع إلى حالة فوق الحرجة ، وتبدأ سلسلة تفاعل انشطاري نووي. تسخن نواتج الانشطار من هذا التفاعل المتسلسل الوقود النووي الحراري شديد الضغط ، وبالتالي فائق الكثافة ، المحيط بشمعة الإشعال إلى حوالي 300 مليون كلفن ، مما يؤدي إلى اندماج تفاعلات الاندماج بين نوى وقود الاندماج. في الأسلحة الحديثة التي تغذيها ديوتريد الليثيوم ، تبعث سدادة شرارة البلوتونيوم الانشطارية أيضًا نيوترونات حرة تصطدم بنواة الليثيوم وتزود عنصر التريتيوم للوقود النووي الحراري.

يعمل المدك الثانوي الضخم نسبيًا (الذي يقاوم التمدد الخارجي مع استمرار الانفجار) أيضًا كحاجز حراري لمنع حشو وقود الاندماج من أن يصبح شديد السخونة ، مما قد يفسد الانضغاط. إذا كان مصنوعًا من اليورانيوم أو اليورانيوم المخصب أو البلوتونيوم ، فإن المدك يلتقط نيوترونات الاندماج السريع ويخضع للانشطار نفسه ، مما يزيد من العائد الإجمالي للانفجار. بالإضافة إلى ذلك ، في معظم التصميمات ، تتكون حالة الإشعاع أيضًا من مادة انشطارية تخضع للانشطار الناتج عن النيوترونات النووية الحرارية السريعة. تصنف مثل هذه القنابل على أنها أسلحة ذات مرحلتين ، ومعظم تصاميم تيلر-أولام الحالية هي أسلحة انشطار-اندماج-انشطار. الانشطار السريع لحالة العبث والإشعاع هو المساهمة الرئيسية في إجمالي الناتج وهي العملية السائدة التي تنتج تداعيات منتج الانشطار الإشعاعي. قبل Ivy Mike ، كانت عملية Greenhouse عام 1951 أول سلسلة تجارب نووية أمريكية لاختبار المبادئ التي أدت إلى تطوير أسلحة نووية حرارية. تم تحقيق الانشطار الكافي لتعزيز جهاز الاندماج المصاحب ، وتم تعلم ما يكفي لتحقيق جهاز كامل النطاق في غضون عام. يُعرف تصميم جميع الأسلحة النووية الحرارية الحديثة في الولايات المتحدة بتكوين تيلر-أولام لمساهميه الرئيسيين ، إدوارد تيلر وستانيسلاف أولام ، اللذان طوروه في عام 1951 للولايات المتحدة ، مع بعض المفاهيم التي تم تطويرها بمساهمة الفيزيائي جون فون نيومان. تم تطوير أجهزة مماثلة من قبل الاتحاد السوفيتي والمملكة المتحدة وفرنسا والصين. كانت قنبلة القيصر النووية أقوى قنبلة تم اختبارها على الإطلاق ، حيث أن الأسلحة النووية الحرارية تمثل التصميم الأكثر كفاءة لإنتاج طاقة السلاح في الأسلحة التي تزيد عائدها عن 50 كيلوطنًا من مادة تي إن تي (210 تيرا جول) ، فإن جميع الأسلحة النووية بهذا الحجم تقريبًا تم نشرها بواسطة الخمسة. الدول الحائزة للأسلحة النووية بموجب معاهدة عدم انتشار الأسلحة النووية اليوم هي أسلحة نووية حرارية تستخدم تصميم تيلر-أولام.