Reakcja syntezy odbywa się także w bombach następujących typów :

– o ładunku dwufazowym (zwana bombą wodorową, bombą H, bombą neutronową lub bombą termojądrową)

– o ładunku trójfazowym (zwana bombą kombinowaną, wodorowo–uranową lub termojądrową wielkiej mocy)

Dokładny opis różnych typów bomb znajduje się w  [8].

Fazą inicjującą zajście syntezy jest rozszczepienie materiału radioaktywnego–uranu wzbogaconego w pluton. Reakcja rozszczepiania polega na rozpadzie jądra atomowego w wyniku wychwytu neutronu na dwa nietrwałe jądra potomne. Doprowadza się do łańcuchowej ("samonapędzającej") reakcji niekontrolowanej. Pluton i uran rozszczepiane są po pochłonięciu dodatkowych neutronów, a przy rozszczepieniu emitują neutrony. Kiedy w pewnej masie materiału rozszczepialnego reakcja rozszczepienia zaczyna zachodzić łańcuchowo (liczba neutronów emitowanych i pochłanianych jest zrównoważona), mówi się o tzw. masie krytycznej. Przekroczenie tej masy – wartości progowej (tzw. masa nadkrytyczna) wywołuje wybuchową reakcję łańcuchową. Która, powoduje powstanie warunków ekstremalnie wysokich temperatur (kilkadziesiąt milionów Kelwinów) i ciśnień. Takie warunki stwarzają możliwość przebiegu procesu o jeszcze wyższej energii – tzn. syntezy lekkich jąder. Na tym polega działanie tzw. bomby o ładunku dwufazowym – faza pierwsza dostarcza energii do zainicjowania fazy drugiej.

W fazie drugiej zachodzą dwie podstawowe reakcje:

–synteza deuteru i trytu w jądro helu →  

²H + ³H →  ⁴He+ n   17,4 MeV

–synteza deuteru i litu w dwa jądra helu                        

²H + ⁶Li →  ⁴He + ⁴He   24 MeV

oraz reakcja poboczna

³H + ³H →  ⁴He + 2n   11,3 MeV

W procesach tych przebieg reakcji warunkowany jest również gęstością materiałów. Dlatego stosowanie izotopów  wodoru w postaci gazowej jest ekonomicznie nieuzasadnione, zaś przeprowadzenie go  w stan ciekły wymaga schłodzenia do temperatury kilkunastu Kelwinów. W związku z tym stosuje się materiał stały deuterek litu LiH. Materiał ten wypełnia wnętrze bomby, a ładunki pierwszego stopnia umieszczone są w jego wnętrzu. LiH jest źródłem zarówno deuteru jak i litu, tryt zaś uzyskiwany jest w procesie bombardowania neutronami, pochodzącymi z fazy pierwszej, atomów litu:

n + ⁶Li → ⁴He + ³H

Proces ten dostarcza także dodatkowej energii do przebiegu syntez. Dodatkowo materiał do syntezy jest uzupełniony o ślady trytku litu, co ułatwia rozpoczęcie reakcji.

Bomba wodorowa bywa nazywana neutronową, ze względu na spore ilości tych cząstek emitowanych w czasie syntezy. Neutrony otrzymane w czasie fuzji lekkich jąder unoszą ok. 80% uzyskanej energii.

Energia uzyskana w wybuchu ładunku dwufazowego może bądź oddziaływać bezpośrednio bądź zostać wykorzystana do kolejnego procesu – jest to realizowane w bombie o tzw. ładunku trójfazowym. W przypadku ładunku trójfazowego ostatnim ogniwem otrzymywania energii jest rozszczepienie naturalnie występującego izotopu uranu 238, który do rozpadu wymaga wysokoenergetycznych, tzw. prędkich neutronów.