1945年美國從轟炸機上投下的兩枚原子彈讓世人真真正正見識到了核武器的超強威力，有人提出了，能不能製造核手榴彈，這樣殺傷力是要比普通的手榴彈強很多倍。其實從理論上來說，製造核手榴彈也是可行的。
我們先來看看原子的結構，它是由原子核和核外電子組成的。原子核是由帶正電的質子和不帶電的中子組成，核外的電子帶負電。由於原子中的質子和電子總是成對出現，所以整個原子是電中性。當然如果改變原子內粒子的數量，就會改變原子的性質。例如通過改變原子中質子的數量就會得到不同的元素，如果只改變原子內中子的數量，就會得到同位素。碳12擁有6個質子和6個中子，而碳14則擁有6個質子和8個中子，碳12是比較穩定的，而碳14是很不穩定的，也可以說是碳14具有放射性。
裂變原子彈使用的是鈾元素，並不是所有的鈾都可以，原子彈使用的是擁有92個質子和143個中子的鈾235，鈾的半衰期為7億年，為了誘發鈾235發生裂變，直接把中子射入到鈾中，更瘋狂的是，這些鈾裂變產生的中子還能以進一步攻擊其他的鈾。從而不斷地發生核裂變，這就是我們常說的鏈式反應。
這樣聽起來似乎鏈式反應很簡單，其實在鈾材料鈾238是經常存在的，而鈾238是會阻礙鏈式反應。所以對鈾樣品進行濃縮是非常有必要的，一般來說，武器級別鈾235含量已經超過了90%。另外，要想實現鏈式反應，還需要鈾材料達到臨界值。這裡的臨界值是指剛好能維持鏈式反應的最低質量。據資料表明，純度達到93.8%的球形鈾臨界質量為50公斤，如果四周有中子反射臨界質量達到了15公斤就可以。
為了能夠讓中子打中原子核一般來說有兩個辦法：
1、 保證足夠的體積，這樣中子在飛出核裝藥之前能打中原子核，其實要做到這點並不容易，因為原子核在原子中的存在就相當於是標準的遊泳池裡放了一個桌球，如此小的目標打中也不是什麼容易的事情。
2、 將核裝藥壓縮一下，這樣減少原子核之間的間隙，打中相對來說就比較容易的。不過壓縮核裝藥通常需要大量高能炸藥和堅固的金屬外殼，這使得核武器的總體積無法做得太小。
即便能把核武器做到手榴彈大小，由於它的殺傷半徑太大了，沒人能做到把它投出去，而自己還能遠離它的殺傷半徑，除非是想和敵人同歸於盡。