از آنجایی که این بمب براساس همجوشی هسته‌های دوتریوم (H21) و تریتیوم (H31) ایزوتوپ‌های هیدروژن عمل می‌کند، به بمب هیدروژنی معروف شده است.
برای اینکه واکنش گداخت صورت گیرد، انرژی جنبشی هسته‌های شرکت‌کننده باید به اندازه‌ای باشد که آنها بتوانند بر دافعه الکترواستاتیکی بین پروتون‌های درون دوتریوم و تریتیوم غلبه کنند.
همین باعث می‌شود که نیروهای جاذبه قوی‌تر، ولی کوتاه برد هسته‌ای نقش برتر را بر عهده بگیرند.
انرژی جنبشی مورد نیاز، متناظر با دمای 108 درجه کلوین است که به سهولت در انفجار بمب اتمی (شکافتی) قابل حصول است.
دمای زیاد اگرچه لازم است،اما کافی نیست. زیرا در صورتی که فشار فوق‌العاده زیادی بر مخلوط دوتریوم- تریتیوم اعمال نشود، نتیجه حاصل را که بمب شکافتی تقویت شده می‌نامند، حاصل نخواهد شد.
مشکل ایجاد همزمان دمای زیاد و فشار زیاد؛ مانع عمده‌ای بر سر راه اختراع بمب هیدروژنی بود. در سال 1951 پس از چند اقدام ناموفق، استینسلاو آلام ریاضیدان و ادواردتلر فیزیکدان با همکاری یکدیگر توانستند این معما را حل کنند.
در حالی که برخی از جزئیات این مسأله هنوز شدیداً سری باقی مانده، خصوصیات کلی بمب هیدروژنی کاملاً شناخته شده است.
بمب هیدروژنی در واقع یک بمب اتمی است که در مرکز آن ایزوتوپ‌های سنگین هیدروژن دوتریوم و تریتیوم و یا فلز بسیار سنگین لیتیوم قرار دارد. بمب اتمی به عنوان چاشنی شروع‌کننده واکنش است.
با انفجار بمب اتمی دمایی معادل ده‌ها میلیون درجه کلوین در مرکز توده سوخت ایجاد می‌شود، همین دمای بالا سبب تحریک اتم‌های سبک شده و آنها را با هم جوش می‌دهد.
در اثر جوش هسته‌ای اتم‌های سبک با یکدیگر، انرژی بسیار زیادی تولید می‌شود. به همین دلیل است که در موقع انفجار یک بمب هیدروژنی (گداختی) دو قارچ مشاهده می‌شود، قارچ اول مربوط به شکست اتم‌های اورانیوم یا پلوتونیوم است و قارچ دوم مربوط به پدیده جوش اتم‌های سبک با یکدیگر است که به مراتب از قارچ اول بزرگ‌تر و مخرب‌تر است.
واکنشی که در خورشید اتفاق می‌افتد، نتیجه همجوشی ایزوتوپ‌های سنگین هیدروژن با یکدیگر است. لازم به یادآوری است که دمای درونی خورشید چند میلیون درجه است.
در حالی که دمای سطح آن 6000 درجه است. اگر روزی ذخیره هیدروژن خورشید تمام شود زمان مرگ خورشید فرا می‌رسد، البته زمان مرگ خورشید را 5 تا 6 میلیارد سال دیگر پیش‌بینی می‌کنند.
نخستین آزمایش بمب هیدروژنی یا به عبارتی دیگر گرما- هسته‌ای با اسم رمز مایک در نوامبر سال 1952 در جزیره کوچکی به نام الوگالب در مجاورت انی وتاک در جزایر مارشال انجام شد.
وزن تجهیزات به کار رفته در این انفجار شامل دستگاه‌های تبرید به بیش از 65 تن می‌رسید. از آنجایی که در این سیستم مستقیماً از ایزوتوپ‌های دوتریوم و تریتیوم مایع استفاده می‌شد، به آن لقب بمب خیس داده بودند.
شدت انفجار معادل 4/10 مگاتن، تی.ان.تی بود نتایج انفجار بسیار هراسناک بود. قطر گوی آتشین حاصل از این انفجار به 5کیلومتر رسید، به طوری که جزیره الوگالب تقریباً تبخیر شد و حفره‌ای به عمق 800 متر و شعاع دهانه 3 کیلومتر بر جای ماند.
اما قدرتمندترین بمب هیدروژنی که تا کنون منفجر شده است، با نام تزار و با اسم رمز ایوان در 14 هفته با رهبری فیزیکدان معروف شوروی سابق با نام خاریتون و با مشارکت آندره ساخاروف معروف طراحی شد.
این طراحی برای انفجاری به شدت 100 مگاتن تی.ان.تی در نظر گرفته شده بود، حال آن که قدرت مدل ساخته شده برای کاهش اثرات آن به نصف کاهش یافته بود. شوروی سابق از بزرگترین بمب‌افکن آن دوران خود یعنی توپولف- 95 برای پرتاب این بمب 27 تنی استفاده کرد.
به دلیل مشکلات عدیده در حمل این بمب بزرگ و سنگین، بمب را از ارتفاع 11 هزار متری و با یک چتر 800 کیلوگرمی توسط خلبان معروف روسی دورنانتسف بر روی جزیره ناوایا- زملیا پرتاب کردند و آن را تبدیل به جهنم کردند.
از پیامدهای این انفجار هولناک، کورچاتف از دانشمندان برجسته هسته‌ای شوروی سابق مجبور به کناره‌گیری از پژوهشی درباره تسلیحات هسته‌ای شد. بر اثر انفجار بمب تزار گوی داغ بسیار بزرگی تشکیل شد که از فاصله 1000کیلومتری به وضوح قابل مشاهده بود.
ارتفاع ابر قارچی شکل ناشی از انفجار به 64 کیلومتر رسید و موجودات زنده در فاصله 100کیلومتری محل انفجار دچار سوختگی نوع سوم شدند. انفجار و صدای آن به حدی بود که در فنلاند شنیده شده و حتی باعث شکستن شیشه‌های منازل شد.
میزان انرژی آزاد شده معادل 1017×1/2 ژول بود که معادل یک درصد انرژی است که خورشید در زمان معادل یعنی 8-10×9/3 ثانیه تولید می‌کند.
یک نکته دیگر که باید به آن توجه داشت این است که انرژی آزاد شده از یک انفجار هیدروژنی بسیار بیشتر از انفجار یک بمب اتمی است، زیرا برای اندازه بمب‌های اتمی یک حد بالا وجود دارد که در ماورای آن قدرت تخریبی این بمب‌ها خیلی بیشتر نمی‌شود، به علت آن که ماده شکافت‌پذیر آنها پیش از آنکه بتواند دچار شکافت شود، پراکنده می‌گردد، اما برای بمب‌های هیدروژنی چنین حدی وجود ندارد، بنابراین قدرت تخریب آن نامحدود است.
تکنیک همجوشی هسته‌ای در آینده شاید موجب تولید برق توسط نیروگاه‌های گداخت شود. در حال حاضر چندین کشور پیشرفته دنیا، در کشور فرانسه در حال ساخت نخستین نیروگاه گداخت با نام Iter می‌باشند که در صورت موفقیت‌آمیز بودن پروژه افق جدیدی بر روی چشم جهانیان در زمینه به دست آوردن انرژی پاک، ارزان و لایزال گشوده خواهد شد.
