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在数十万吨TNT当量范围，但作战性能将进一步提高，主要表现为：
命中精度更高，具有打击硬目标的能力。
就象后世的米国B-52G战略轰炸机携带的空射核巡航导弹，弹头当量为20万吨。
其A型射程1300千米，误差率为185米；B型射程2500千米，误差率为30米；C型采用惯性＋GPS复合制导技术，射程2750-4200千米，误差率为小于16米。
突防能力更强。
米国B-52、B-1B和B-2战略轰炸机的雷达反射截面分别为100、0．75和0．1平方米。
被同一台雷达探测到的距离，分别为95、28和17千米。
可见采用先进隐形技术的B-2和B-1B飞机空中突防能力大大超过B-52飞机。
采用隐形技术的核导弹也有类似特性。
如米国“战斧”巡航导弹。
发展分导式多弹头使对方难以拦截，也是提高突防能力的一种手段。
抗核加固技术将更加成熟。
核武器在核环境条件下的生存能力将进一步提高，突防时敌方的拦截更加困难。
核爆炸效应对武器系统有破坏作用。
破坏机理和程度取决于效应类型和核武器的威力。
例如，冲击波能使导弹蒙皮凹陷，破坏地下井盖；热辐射能烧坏导弹和地面设备外表，降低其结构强度。
瞬时核辐射能破坏电子器件和弹头引信。
核电磁脉冲能干扰或破坏电子器件、设备，使火工品误爆，中断通信等。
抗核加固是核武器系统，为抵御敌方核爆炸效应。
所采取的各种防护措施。
据米国报导，核爆炸能使距其5千米以内的米国M调导弹或距其10千米以内的前苏联战略导弹偏离目标。
而俄罗斯则称其最新的SS-25洲际导弹。
抗核加固水平高于上述两种导弹，除非被拦截弹直接命中，敌方拦截弹的核爆炸效应不能使其偏离目标。
确保现有的核武器灵活反应能力。
灵活反应能力主要是从戒备状态，到实际使用的反应速度，选择和变更攻击目标的能力。
为战略导弹配备多种弹头。
供不同作战目的使用，是美、俄等国普遍采用的方法。
俄SS-21导弹能携带当量分别为1 万吨和10万吨的核弹头；一种纯高爆炸药弹头，一种空爆杀伤破片弹头，一种高空爆炸电磁脉冲弹头和对付战场雷达或海军雷达的反辐射寻的弹头。
米国为其“三叉戟-2”潜射弹道导弹研制了非核钻地弹头，用于摧毁敌方深层地下指挥中心、核设施、化学弹头贮存库。
这样就为战略武器找到了新的常规用途。
掌握先进核技术的国家，将来还会研制“第四代核武器”，逃避全面禁试条约的限制。
第一代核武器是用铀或钚制造的原子弹。
现在，制造原子弹的科学和技术已广为人知，无需进行核试验就可以研制成功，因此这种武器的扩散已成为当今的主要威胁。
第二代核武器是热核武器，即氢弹。
经过50年的发展，这种武器的技术已经成熟，再要取得突破性进展已不大可能。全面禁止核试验条约目前能够被核大国所接受，从技术上讲，这是一个主要的原因。
第三代核武器是效应经过“剪裁”或增强的核弹。
研制这类核武器需要进行核试验，因此受到全面禁止核试验条约的限制。
第四代核武器，是以原子武器和核武器的原理为基础。
所用的关键研究设施是，惯性约束聚变装置。
因此它的发展，不受全面禁止试验条约的限制。
在军事上，由于这类武器不产生剩余核辐射，可作为“常规武器”使用。
只有那些拥有第二代核武器。
掌握先进技术的发达国家，才有能力发展第四代核武器，其扩散将受到限制。
第四代核武器的某些研究。
在后世已经进行很长时间了，例如：干净的聚变弹、反物质弹、粒子束武器、激光引爆的炸弹、原子和核的同质异能素武器等。
金属氢武器。
氢气在一定的压力下可转化为固态结晶体。
在室温下无需密封可保持很长时间，这就是金属氢。
金属氢的爆炸威力相当于相同质量梯恩梯炸药的25～35倍，是目前可以想象到的威力最强大的化学爆炸物，金属氢武器已列为米国国家的研究项目。
核同质异能素。
所谓同质异能素，是指质量数和原子序数相同、在可测量的时间内具有不同能量和放射性的两个或多个核素。
核同质异能素，大约是比高能炸药的能量大一百万倍。
其核裂变反应能量更大。
后世一些研究所已经在系统研究，核同质异能素的性质和释放能量的方法。
像金属氢一样，核同质异能素武器可作为“常规武器”。
也可作为“干净”氢弹的扳机。
反物质武器。
反物质的研究始于40年代后期，但进展缓慢。
1986年，在磁陷阶中首次捕获到反质子，从此对反物质有了进一步的认识，研究表明，极少量的物质与它的反物质相互作用，称为“湮没”反应。
可迅速释放出巨大的能量。
足以压缩钚或铀丸产生链式反应。
只要几微克的反物质，就可用作热核爆炸的扳机，或者激励出极强的X射线或r射线激光。
反物质在军事上有多种用途。
它是未来研究的第四代核武器中最重要的一种。
第四代核武器的研究是对核军备控制的挑战。
它巧妙地绕过了全面禁止核试验条约的限制，当然这个距离现在还很远，第四代核武器就在后世也尚未达到实用化的程度。