1945年8月，美国投到日本广岛的那颗原子弹（代号叫“小男孩”）采用的就是枪式结构，弹重约4100公斤，直径约71厘米，长约305厘米。核装药为铀235，爆炸威力约为14000吨梯恩梯当量。
在枪式结构中，每块核装药不能太大，最多只能接近于临界质量，而决不能等于或超过临界质量。因此当两块核装药合拢时，总质量最多只能比临界质量多出近一倍。这就使得原子弹的爆炸威力受到了限制。
另外在枪式结构中，两块核装药虽然高速合拢，但在合拢过程中所经历的时间仍然显得过长，以至于在两块核装药尚未充分合并以前，就由自发裂变所释放的中子引起爆炸。这种“过早点火”造成低效率爆炸，使核装药的利用率很低。一公斤铀235（或钚239）全部裂变，大约能释放18000吨梯恩梯当量的能量，一颗原子弹的核装药一般为15～25公斤铀235（或6～8公斤钚239），以此计算，“小男孩”的核装药利用率还不到百分之五。
铀在正常压力下的密度约为19克/立方厘米。在高压下，铀可被压缩到更高的密度。研究表明，对于一定的裂变物质，密度越高，临界质量越小。
根据这一特性，在发展枪式结构的同时，还发展了一种内爆式结构。在枪式结构中，原子弹是在正常密度下用突然增加裂变物质数量的方法来达到超临界，而内爆式结构原子弹则是利用突然增加压力，从而增加密度的方法达到超临界。
在内爆式结构中，将高爆速的烈性炸药制成球形装置，将小于临界质量的核装料制成小球，置于炸药中。通过电雷管同步点火，使炸药各点同时起爆，产生强大的向心聚焦压缩波（又称内爆波），使外围的核装药同时向中心合拢，使其密度大大增加，也就是使其大大超临界。再利用一个可控的中子源，等到压缩波效应最大时，才把它“点燃”。这样就实现了自持链式反应，导致极猛烈的爆炸。
内爆式结构优于枪式结构的地方，在于压缩波效应所需的时间远较枪式结构合拢的时间短促，因而“过早点火”的几率大为减小。这样，内爆式结构就可以使用自发裂变几率较大的裂变物质，如钚239作核装药；同时使利用效率大为增。美国投于日本长崎的那颗原子弹（代号叫“胖子”），采用的就是内爆式结构，以钚239作核装药。弹重约4500公斤，弹最粗处直径约152厘米，弹长约320厘米，爆炸威力估计为20000吨梯恩梯当量。
原子弹的进一步发展就是氢弹，或称为热核武器。氢弹利用的是某些轻核聚变反应放出的巨大能量。它的装药可以是氘和氚，也可以是氘化锂6，这些物质称为热核材料。按单位重量的物质计，核聚变反应放出的能量比裂变反应更多，而且没有所谓临界质量的限制，因而氢弹的爆炸威力更大，一般要比原子弹大几百倍到上千倍。
不过热核反应只有在极高的温度（几千万度）下才能进行，而这样高的温度只有在原子弹爆炸时才能产生，因此氢弹必须用原子弹作为点燃热核材料的“雷管”。
氢弹爆炸时会放出大量的高能中子，这些高能中子能使铀238发生裂变。因此在一般氢弹外面包一层铀238，就能大大提高爆炸威力。这种核弹的爆炸，经历裂变-聚变-裂变三个过程，所以称为“三相弹”。它的特点是成本低、威力大、放射性污染多。
还有一种新型核弹，即所谓中子弹。中子弹实际上可能是一种小型氢弹，只不过这种小型氢弹中裂变的成分非常小，而聚变的成分非常大，因而冲击波和核辐射的效应很弱，但中子流极强。它靠极强的中子流起杀伤作用，据称能做到“杀人而不毁物”。
我们看到，原子弹是用铀制造的，也可以用钚制造，但钚是通过铀而制得的。而氢弹则必须用原子弹来引。因此，归根结帮，核武器、热核武器的制造都离不开铀。因此，在过去，在今天，在今后相当长一个时期内，最重的天然元素之所以重要，首先在于军事上的需要。
我国在1964年10月16日成功爆炸了我国第一颗原子弹，1967年6月17日又成功地进行了首次氢弹试验，打破了超级大国的核垄断、核讹诈政策，为人类做出了贡献。我们相信，作为武器的原子弹和氢弹终究是要被消灭的。但是作为放出巨大能量的核爆炸，却在和平建设中有着吸引入的应用前景。由于核爆炸释放出的能量特别巨大，所以它能使许多用其它方法不可能完成的工作得以完成。核爆炸可以用来开山、辟路、挖掘运河、建造人工港口等。例如，有一个方案，只需四次核爆炸就可开凿一个能停泊万吨巨轮的海港。
首先，进行一次百万吨梯恩梯当量级的核爆炸，就可炸出一个直径300多米、深30多米的大坑。然后进行三次规模较小的核爆炸，开出一条运河来把大坑和深海连接起来（这样的爆炸当然应尽量减少放射性物质的产生）。只要经过几个月的时间，当海潮把产生的少许放射性物质冲走后，这个海港就可安全使用了。
又如，许多地区有大量石油沥青沙层和油页岩，靠钻井并不能开采这种石油，但是核爆炸的高温高压能迫使这种石油流动，因而可以把它开采出来。据称，单把美国西部一个区域内的油页岩中的石油取出来，就可供全世界使用很长一段时间。至于利用地下核爆炸的高温高压，将石墨变成金刚石，利用地下核爆炸的强大中子流生产超铀元素，则已开始实践了。
核爆炸还可以改造沙漠，使沙漠变成良田。很多干旱的沙漠地带其实也有一些雨水，但是这些雨水多半从地面流进地下河流、流入海中，剩下的一点则很快蒸发掉了，因此地面上没有一点水分，沙漠成了不毛之地。核爆炸可以造成巨大的积水层—“地下水库”。雨季时，雨水储在积水层中，然后慢慢地透过多孔的泥土湿润地表，使之适合于植物的生长。
和平利用核爆炸的前景确实是令人神往的。历史将雄辩地证明：人民将彻底埋葬超级大国的原子弹；几代科学家的辛勤劳动成果，必将完全用来造福于人类。