美國是世界上第一個研製成中子彈的國家，也是唯一實際部署中子彈的國家。此前試驗的這些“乾淨”熱核武器當量都是在百萬噸到千萬噸級別的，後來美國開始研究低當量“乾淨”的熱核武器。
早在1957年，“氫彈之父”泰勒和他的兩位同事勞倫斯博士及米爾斯博士開始關注“乾淨”核武器的發展。1957年6月24日，他們向包括艾森豪威爾總統在內的美國高官以及國會聯合原子能委員會遊說，要求繼續進行核試驗以研製“乾淨”的核武器，即裂變份額很低的核武器。美國國務卿杜勒斯在1957年10月發表的一項聲明中說：“核武器的使用不一定會帶來巨大的破壞及對人類造成普遍傷害。最近的試驗表明，有可能擁有一類核武器，其破壞性及輻射作用可以基本上侷限於預定的目標上。”1958年，美國國會和原子能委員會聯合軍事小組委員會召集利弗莫爾國家實驗室的人員討論了研製“乾淨”的小型熱核武器——中子彈的問題。研究的重點是設計只有最低限度裂變組件的一種“清潔裂變——聚變”裝置，或者根本沒有裂變組件的“純聚變”裝置。1958年，“美國中子彈之父”科恩開始研究小型低當量“乾淨”熱核武器。
美國“低音管”核彈
美國MK-41熱核炸彈
當年，美國原子能委員會提出了“加強輻射的基礎研究”項目，在該項目的鼓動下，蘭德公司開始研究能否在戰場上使用低當量強輻射武器殺傷人員的問題，由物理學家科恩領銜。他與物理學家麥克唐納博士共同探討了利用聚變燃料（即重氫核的“燃燒”）進行低當量燃燒的基本輻射特性，最終形成了強輻射的基本概念。科恩在研究低當量“乾淨”的核武器時發現，“乾淨”的炸彈外殼厚度與當量的立方根成正比。1 000噸當量的核彈其外殼厚度只有100萬噸當量核彈的1/10。由於用於反射X射線（用來點燃次級的聚變反應）的外殼厚度更薄，小型核爆炸能夠釋放出更多比例的中子。這意味著，100萬噸當量的核彈中大部分中子都被外殼吸收了，而1 000噸當量的核彈釋放的中子大部分都能夠逃逸出來。如果當量足夠點燃聚變反應，同時外殼厚度又足夠薄不會吸收太多的中子，那麼中子彈就能夠造出來。科恩在自傳中透露：“1958年，我完成了增強輻射武器——中子彈具體設計的研究工作。促使我研究中子彈的直接原因是，由於五十年代北約所部署的大多數戰術核武器會對平民造成較大的次生傷害，除非降低武器當量，否則不能減少衝擊波和熱輻射的破壞半徑；但這樣做會降低武器的軍事效能。後來發現中子彈可以解決這個矛盾，它的瞬發核輻射具有很高的軍事效能，而又大大縮小了衝擊波和熱輻射的破壞半徑，從而可以大大降低對居民的次生傷害。”他認為，中子彈是一種道義的武器，它能有區分度地對待敵人的戰鬥人員以及無辜平民，主要用中子輻射殺傷敵方軍隊。
三種核武器的衝擊波殺傷半徑比較，最外的圓圈代表氫彈，中間的是原子彈，圓心點代表中子彈
1962年美國“轎子”地下核試驗
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