Trong một thiết kế nhiệt hạch tiêu chuẩn, một quả bom phân hạch nhỏ được đặt gần một khối nhiên liệu nhiệt hạch lớn hơn. Hai thành phần sau đó được đặt trong một trường hợp bức xạ dày, thường được làm từ uranium, chì hoặc thép. Vụ án bẫy năng lượng từ bom phân hạch trong một thời gian ngắn, cho phép nó đốt nóng và nén nhiên liệu nhiệt hạch chính. Trường hợp này thường được làm bằng uranium đã cạn kiệt hoặc kim loại urani tự nhiên, bởi vì các phản ứng nhiệt hạch tạo ra số lượng lớn neutron năng lượng cao có thể gây ra phản ứng phân hạch trong vật liệu vỏ. Chúng có thể bổ sung năng lượng đáng kể cho phản ứng; trong một thiết kế điển hình có đến 50% tổng năng lượng đến từ các sự kiện phân hạch trong vỏ. Vì lý do này, những vũ khí này được gọi là kỹ thuật phân hạch - thiết kế phân hạch.

Trong một quả bom neutron, vật liệu vỏ được chọn là trong suốt đối với neutron hoặc để tích cực tăng cường sản xuất chúng. Vụ nổ neutron được tạo ra trong phản ứng nhiệt hạch sau đó được tự do thoát khỏi quả bom, vượt xa vụ nổ vật lý. Bằng cách thiết kế giai đoạn nhiệt hạch của vũ khí một cách cẩn thận, vụ nổ neutron có thể được tối đa hóa trong khi giảm thiểu vụ nổ. Điều này làm cho bán kính gây chết của vụ nổ neutron lớn hơn so với vụ nổ. Vì các neutron biến mất khỏi môi trường nhanh chóng, một vụ nổ như vậy trên cột kẻ thù sẽ giết chết các phi hành đoàn và khiến khu vực này có thể nhanh chóng được tái sử dụng.

So với một quả bom phân hạch tinh khiết có năng suất nổ giống hệt nhau, một quả bom neutron sẽ phát ra khoảng mười lần [9] lượng bức xạ neutron. Trong một quả bom phân hạch, ở mực nước biển, tổng năng lượng xung bức xạ bao gồm cả tia gamma và neutron xấp xỉ 5% toàn bộ năng lượng được giải phóng; trong bom neutron, nó sẽ đạt gần 40%, với phần trăm tăng đến từ việc sản xuất neutron cao hơn. Hơn nữa, các neutron phát ra từ bom neutron có mức năng lượng trung bình cao hơn nhiều (gần 14 M eV) so với các neutron được giải phóng trong phản ứng phân hạch (1 Phép2 MeV).[10]

Về mặt kỹ thuật, mỗi vũ khí hạt nhân năng suất thấp là vũ khí bức xạ, bao gồm các biến thể không được tăng cường. Tất cả các vũ khí hạt nhân có năng suất lên tới khoảng 10 kiloton đều có bức xạ neutron nhanh chóng [2] là thành phần gây chết người xa nhất. Đối với vũ khí tiêu chuẩn trên 10 kiloton năng suất, bán kính hiệu ứng nhiệt và vụ nổ gây chết người bắt đầu vượt quá bán kính bức xạ ion hóa gây chết người.[11] [12] [13] Vũ khí bức xạ tăng cường cũng rơi vào phạm vi năng suất tương tự và chỉ đơn giản là tăng cường cường độ và phạm vi của liều neutron cho một năng suất nhất định.