氢弹的当量一般为几十万吨到几千万吨TNT，而原子弹的当量大都只有几百到几万吨，最大的也只有几十万吨。之所以两种核弹的当量差距很大，与其原理有关。
核力把质子和中子结合在一起形成原子核（除了氕之外），其稳定性能与比结合能有关，比结合能越高的原子核越稳定。从1号元素氢到26号元素铁，元素原子核的比结合能逐渐升高，在铁那里达到极大值。随着质子数的进一步增加，比结合能又随之下降。
对于26号之前的元素，它们发生核聚变之后会释放出能量。而对于26号之后的元素，它们发生核裂变之后会释放出能量。因此，比结合能最低的氢适合用于制造氢弹，而比结合能较低的铀、钚适合用于制造原子弹。
为了制造出原子弹，需要高浓度的铀-235、钚-239。然而，当这些核裂变物质聚集在一起达到临界质量（铀-235为52公斤，钚-239为10公斤）之时，它们就有可能自发进行核裂变反应，从而发生自爆。正因为如此，原子弹的当量将会受到限制，不可能无限做大，最高当量一般只有几十万吨TNT。
相比之下，氢弹不存在临界质量的问题。要知道，恒星的发热原理就是氢核聚变，而恒星的质量及其庞大，例如，太阳的质量达到了2000亿亿亿吨，超过地球质量的33万倍，而宇宙中还有比太阳质量更高上百倍的大质量恒星。因此，氢弹可以做得非常大，最高的当量可达5000万吨TNT。不过，氢弹里面还包含原子弹，因为需要原子弹爆炸释放出足够高的能量才能引爆氢弹。
在所有元素中，氢的比结合能最低，比铀和钚低得多。氢聚变成氦之后，两者的比结合能相差将近6兆电子伏。而铀裂变成较轻的原子核之后，比结合能相差不到1兆电子伏。因此，在相同的质量下，氢弹爆炸所释放出的能量远高于原子弹。
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