美国是世界上第一个研制成中子弹的国家，也是唯一实际部署中子弹的国家。此前试验的这些干净热核武器当量都是在百万吨到千万吨级别的，后来美国开始研究低当量干净的热核武器。
早在1957年，氢弹之父泰勒和他的两位同事劳伦斯博士及米尔斯博士开始关注干净核武器的发展。1957年6月24日，他们向包括艾森豪威尔总统在内的美国高官以及国会联合原子能委员会游说，要求继续进行核试验以研制干净的核武器，即裂变份额很低的核武器。美国国务卿杜勒斯在1957年10月发表的一项声明中说：核武器的使用不一定会带来巨大的破坏及对人类造成普遍伤害。最近的试验表明，有可能拥有一类核武器，其破坏性及辐射作用可以基本上局限于预定的目标上。1958年，美国国会和原子能委员会联合军事小组委员会召集利弗莫尔国家实验室的人员讨论了研制干净的小型热核武器——中子弹的问题。研究的重点是设计只有最低限度裂变组件的一种清洁裂变——聚变装置，或者根本没有裂变组件的纯聚变装置。1958年，美国中子弹之父科恩开始研究小型低当量干净热核武器。
美国低音管核弹
美国MK-41热核炸弹
当年，美国原子能委员会提出了加强辐射的基础研究项目，在该项目的鼓动下，兰德公司开始研究能否在战场上使用低当量强辐射武器杀伤人员的问题，由物理学家科恩领衔。他与物理学家麦克唐纳博士共同探讨了利用聚变燃料（即重氢核的燃烧）进行低当量燃烧的基本辐射特性，最终形成了强辐射的基本概念。科恩在研究低当量干净的核武器时发现，干净的炸弹外壳厚度与当量的立方根成正比。1 000吨当量的核弹其外壳厚度只有100万吨当量核弹的1/10。由于用于反射X射线（用来点燃次级的聚变反应）的外壳厚度更薄，小型核爆炸能够释放出更多比例的中子。这意味着，100万吨当量的核弹中大部分中子都被外壳吸收了，而1 000吨当量的核弹释放的中子大部分都能够逃逸出来。如果当量足够点燃聚变反应，同时外壳厚度又足够薄不会吸收太多的中子，那么中子弹就能够造出来。科恩在自传中透露：1958年，我完成了增强辐射武器——中子弹具体设计的研究工作。促使我研究中子弹的直接原因是，由于五十年代北约所部署的大多数战术核武器会对平民造成较大的次生伤害，除非降低武器当量，否则不能减少冲击波和热辐射的破坏半径；但这样做会降低武器的军事效能。后来发现中子弹可以解决这个矛盾，它的瞬发核辐射具有很高的军事效能，而又大大缩小了冲击波和热辐射的破坏半径，从而可以大大降低对居民的次生伤害。他认为，中子弹是一种道义的武器，它能有区分度地对待敌人的战斗人员以及无辜平民，主要用中子辐射杀伤敌方军队。
三种核武器的冲击波杀伤半径比较，最外的圆圈代表氢弹，中间的是原子弹，圆心点代表中子弹
1962年美国轿子地下核试验
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