Plutonium
Sejumlah besar timbunan plutonium tingkat senjata diproduksi oleh Uni Soviet dan Amerika Serikat selama Perang Dingin. Reaktor-reaktor milik Amerika Serikat di Hanford dan Savannah River Site di Carolina Selatan memproduksi 103 ton plutonium, dan diperkirakan 170 ton lainnya diproduksi di Rusia. Setiap tahun, sekitar 20 ton unsur ini masih diproduksi sebagai produk samping industri tenaga nuklir. Sebanyak 1000 ton plutonium masih dalam penyimpanan, dengan 200 ton di antaranya berada di dalam atau diekstraksi dari senjata nuklir.
Sejak berakhirnya Perang Dunia, timbunan plutonium ini telah menjadi fokus utama proliferasi nuklir. Di Amerika Serikat, beberapa plutonium yang diekstraksi dari senjata nuklir yang telah dibongkar dilebur menjadi dalam bentuk gelondongan gelas plutonium oksida seberat dua ton. Gelas ini dibuat dari borosilikat yang dicampur dengan kadmium dan gadolinium. Gelondongan-gelodongan ini direncanakan ditutup dengan baja dan di simpan di lubang bawah tanah sejauh 4 km yang ditopang oleh beton. Sampai dengan tahun 2008, hanya tempat penyimpanan limbah nuklir Gunung Yucca yang dijadwalkan untuk menyimpan plutonium dengan cara demikian. Berbagai penentangan terhadap rencana ini telah menunda usaha penyimpanan limbah nuklir di Gunung Yucca ini.
Proyek bom atom Soviet
Ide-ide awal mengenai bom fusi datang dari spionase dan pemikiran internal Soviet. Walaupun spionase itu membantu pemikiran Soviet, konsep H-bomb Amerika yang awal memiliki berbagai kelemahan substansial, maka mungkin saja malah membingungkan, bukannya membantu, usaha Soviet atas bom nuklir. Para perancang bom termonuklir awal bervisi menggunakan satu bom atomik sebagai pemicu yang menyediakan panas dan kompresi yang dibutuhkan untuk memulai reaksi termonuklir dalam selapis deuterium cair di antara material fisil dan bahan kimia ledakan besar yang mengelilinginya. Kelompok itu pun menyadari ketiadaan panas dan kompresi deuterium yang cukup akan menghasilkan suatu fusi bahan bakar deuterium yang tak signifikan.