อาวุธนิวเคลียร์
อาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์สมัยใหม่ที่หนักกว่า 1,100 กิโลกรัมเล็กน้อย สามารถก่อให้เกิดแรงระเบิดเทียบเท่ากับการจุดระเบิดทีเอ็นทีมากกว่า 1.2 ล้านตัน ดังนั้น กระทั่งวัตถุนิวเคลียร์ลูกเล็กๆ ที่ขนาดไม่ใหญ่ไปกว่าระเบิดธรรมดา สามารถทำลายล้างนครทั้งนครได้ ด้วยแรงระเบิด ไฟและกัมมันตรังสี อาวุธนิวเคลียร์ถูกพิจารณาว่าเป็นอาวุธอานุภาพทำลายล้างสูง และการใช้และควบคุมอาวุธนิวเคลียร์ได้กลายเป็นจุดสนใจสำคัญของนโยบายความสัมพันธ์ระหว่างประเทศนับแต่ถือกำเนิดขึ้น
พลูโทเนียม
การมีอยู่ของไอโซโทปพลูโทเนียม-240 (Pu-240) นั้นเป็นสิ่งจำกัดสมรรถภาพของระเบิดนิวเคลียร์ เพราะ Pu-240 มีอัตราการแบ่งแยกนิวเคลียส (ฟิชชัน) ด้วยตนเองสูง (~440 นิวตรอนต่อวินาทีต่อกรัม—มากกว่า 1,000 นิวตรอนต่อวินาทีต่อกรัม) ยิ่งมีระดับนิวตรอนสูงยิ่งเป็นเหตุให้ระเบิดเสี่ยงต่อการทำงานล้มเหลว พลูโทเนียมแบ่งเป็นเกรดสำหรับทำอาวุธ,เกรดสำหรับเป็นเชื้อเพลิง และเกรดสำหรับใช้ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ซึ่งแบ่งตามอัตราร้อยละของ Pu-240 ในส่วนประกอบ เกรดสำหรับทำอาวุธจะมี Pu-240 น้อยกว่า 7% Pu-240 เกรดสำหรับเป็นเชื้อเพลิงจะมี Pu-240 7% ถึง 19% และเกรดสำหรับใช้ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์จะมี Pu-240 19% หรือมากกว่า ไอโซโทปพลูโทเนียม-238 (Pu-238) นั้นไม่สามารถเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์แบบแตกตัวได้ถึงแม้มันจะมีการสลายปลดปล่อยรังสีแอลฟาก็ตาม