A colisão no ar de Tybee Island foi um incidente em 5 de fevereiro de 1958, no qual a Força Aérea dos Estados Unidos perdeu uma bomba nuclear Mark 15 de 7.600 libras (3.400 kg) nas águas de Tybee Island perto de Savannah, Geórgia, Estados Unidos. Durante um exercício prático, um caça F-86 colidiu com o bombardeiro B-47 que carregava a bomba. Para proteger a tripulação de uma possível detonação em caso de acidente, a bomba foi descartada. Após várias buscas malsucedidas, a bomba foi presumida perdida em algum lugar em Wassaw Sound, nas margens da Ilha Tybee.

Uma arma termonuclear, arma de fusão ou bomba de hidrogênio (bomba H) é um projeto de arma nuclear de segunda geração. Sua maior sofisticação proporciona um poder destrutivo muito maior do que as bombas atômicas de primeira geração, um tamanho mais compacto, uma massa menor ou uma combinação desses benefícios. As características das reações de fusão nuclear possibilitam o uso de urânio empobrecido não físsil como combustível principal da arma, permitindo assim o uso mais eficiente de material físsil escasso, como urânio-235 (235U) ou plutônio-239 (239Pu). O primeiro teste termonuclear em grande escala foi realizado pelos Estados Unidos em 1952; o conceito já foi empregado pela maioria das potências nucleares do mundo no projeto de suas armas. As armas de fusão modernas consistem essencialmente em dois componentes principais: um estágio primário de fissão nuclear (alimentado por 235U ou 239Pu) e um estágio secundário de fusão nuclear separado contendo combustível termonuclear: os isótopos pesados ​​de hidrogênio deutério e trítio, ou em armas modernas deutereto de lítio. Por esta razão, as armas termonucleares são muitas vezes chamadas coloquialmente de bombas de hidrogênio ou bombas H. Uma explosão de fusão começa com a detonação do estágio primário de fissão. Sua temperatura passa de aproximadamente 100 milhões de kelvin, fazendo com que brilhe intensamente com raios-X térmicos. Esses raios X inundam o vazio (o "canal de radiação" geralmente preenchido com espuma de poliestireno) entre os conjuntos primário e secundário colocados dentro de um gabinete chamado caixa de radiação, que confina a energia dos raios X e resiste à sua pressão externa. A distância que separa os dois conjuntos garante que os fragmentos de detritos do primário de fissão (que se movem muito mais lentamente do que os fótons de raios X) não possam desmontar o secundário antes que a explosão da fusão seja concluída.

O estágio de fusão secundário – consistindo de empurrador/tamper externo, enchimento de combustível de fusão e vela de ignição de plutônio central – é implodido pela energia de raios X que incide em seu empurrador/tamper. Isso comprime todo o estágio secundário e aumenta a densidade da vela de plutônio. A densidade do combustível de plutônio aumenta a tal ponto que a vela de ignição é levada a um estado supercrítico e inicia uma reação em cadeia de fissão nuclear. Os produtos de fissão desta reação em cadeia aquecem o combustível termonuclear altamente comprimido e, portanto, superdenso, ao redor da vela de ignição para cerca de 300 milhões de kelvin, iniciando reações de fusão entre os núcleos de combustível de fusão. Em armas modernas alimentadas por deutereto de lítio, a vela de ignição de plutônio em fissão também emite nêutrons livres que colidem com núcleos de lítio e fornecem o componente de trítio do combustível termonuclear.

O tamper relativamente maciço do secundário (que resiste à expansão externa à medida que a explosão prossegue) também serve como uma barreira térmica para evitar que o enchimento de combustível de fusão fique muito quente, o que prejudicaria a compressão. Se feito de urânio, urânio enriquecido ou plutônio, o tamper captura nêutrons de fusão rápida e sofre fissão, aumentando o rendimento explosivo geral. Além disso, na maioria dos projetos, a caixa de radiação também é construída de um material físsil que sofre fissão impulsionada por nêutrons termonucleares rápidos. Essas bombas são classificadas como armas de dois estágios, e a maioria dos projetos atuais de Teller-Ulam são armas de fissão-fusão-fissão. A fissão rápida do caso de adulteração e radiação é a principal contribuição para o rendimento total e é o processo dominante que produz precipitação radioativa do produto de fissão. desenvolvimento de armas termonucleares. Foi conseguida fissão suficiente para impulsionar o dispositivo de fusão associado e foi aprendido o suficiente para obter um dispositivo em escala real dentro de um ano. O projeto de todas as armas termonucleares modernas nos Estados Unidos é conhecido como configuração Teller-Ulam por seus dois principais colaboradores, Edward Teller e Stanislaw Ulam, que o desenvolveram em 1951 para os Estados Unidos, com certos conceitos desenvolvidos com a contribuição do físico John von Neumann. Dispositivos semelhantes foram desenvolvidos pela União Soviética, Reino Unido, França e China. A bomba termonuclear Tsar Bomba foi a bomba mais poderosa já testada. Como as armas termonucleares representam o projeto mais eficiente para o rendimento de energia de armas em armas com rendimentos acima de 50 quilotons de TNT (210 TJ), praticamente todas as armas nucleares desse tamanho implantadas pelos cinco Estados de armas nucleares sob o Tratado de Não-Proliferação hoje são armas termonucleares usando o projeto Teller-Ulam.