「原子爆弾」あるいは「水素爆発」とは異なります。
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出典検索?: "水素爆弾" ? ニュース ・ 書籍 ・ スカラー ・ CiNii ・ J-STAGE ・ NDL ・ dlib.jp ・ ジャパンサーチ ・ TWL（2011年3月）
1952年11月1日、人類初の水爆実験であるアイビー作戦

水素爆弾（すいそばくだん、（英: hydrogen bomb）または熱核兵器（ねつかくへいき、（英: thermonuclear weapon）あるいは水爆（すいばく）とは、重水素および三重水素（トリチウム）の熱核反応を利用した核兵器をいう。

なお、ここでいう「水素」とは普通の水素（軽水素）のことではなく、水素の同位体である重水素と三重水素を示している。また、21世紀においても核融合反応のみを用いた純粋水爆は開発されておらず、核分裂反応を併用している。
概要

原子爆弾（核分裂兵器）は強力な兵器であるが、核分裂反応の性質上、ウラン235（235U）やプルトニウム239（239Pu）をどんなに増やしても、最大でも広島・長崎級原爆[注釈 1]の10倍程度に留まる爆発エネルギーしか得られない[2]。

核分裂兵器の多くは爆縮レンズと呼ばれる装置で、プルトニウムやウランの塊（ピット）を中心方向に向かって瞬間的に圧縮させることで核分裂の連鎖反応を生じさせる臨界状態へと到達させる「インプロージョン型」という方式が採用されているが、これは使用するウランやプルトニウムといった核分裂性物質の使用量を増やして大型化させるにつれて、爆縮時の不安定性が大きくなりやすいという問題がある。代表的なものとしてはレイリー・テイラー不安定性が挙げられるが、これによって衝撃波が歪になり十分な核爆発を引き起こせない事に繋がる。

それに対して、熱核反応（核融合反応）はそれを起こす物質を追加すればいくらでもエネルギーを増加させることができるという特徴を持つ。そのため、特に二重水素・三重水素の熱核反応（D-T反応、D-D反応）を利用することで、広島・長崎級原爆の数十倍 -数百倍の爆発エネルギーを持たせた核兵器が開発できると見込まれていた。

この水素爆弾における核融合反応というのは、原子爆弾の核分裂による爆発を用いて引き起こされ、その投入した熱エネルギー以上の莫大な熱エネルギーを出力させることを目的としている。単に核融合反応を起こすだけであれば原子核の電気的な斥力を突破できる条件（ローソン条件）を満たすエネルギーを投入すれば良いが、投入した以上の熱エネルギーを得るための条件としては、核融合反応で生じたエネルギーでさらに核融合反応を持続させる「自己点火条件」まで到達させなければならない。

実際、原爆開発技術を独占していた米国において、原爆保有国となったソ連に対抗するため、トルーマン大統領によって製造命令が下されたのが、原爆を起爆装置として重水素を熱核反応させる水素爆弾（hydrogen bomb）である。