プルトニウム原爆において、反応材のプルトニウム240含有量が7%を超過、爆縮が不完全、軽量化のため爆縮火薬を削減しすぎた余裕のない設計、などの場合では、爆縮方式であってもプルトニウム240の自発核分裂の発生する外向きの爆風が、TNT爆縮火薬の内向きの圧力に打ち勝ってプルトニウム239の塊が充分に核分裂を完了する前に吹き飛ばしてしまう。この現象が過早爆発であり、プルトニウム239の一部しか核分裂しないため、爆発力が計画値を大幅に下回ってしまう。2006年の北朝鮮の核実験は過早爆発気味だったのではないかと見られている。
ただし、核実験の場合は計測器を装着し実験するため、一回目の実験に失敗した場合でも、プルトニウム239の高濃縮化、爆縮火薬の威力向上や同期の改善など、生産する核兵器の信頼性を高める事は可能であり、むしろ実験データを基に「どの程度の品位向上/爆縮威力改善が必要か」といった技術レベルの向上が可能である。したがって核実験が過早爆発という結果である場合にも、「技術レベルが低く正常に機能する核弾頭を作ることができない」という事を意味しない。
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原子爆弾が与えた影響
原子爆弾は、高温の熱線と強い爆風だけでなく、強い放射線を放出し、放射能を有する塵などを多量に排出したため、被害はTNT換算で推し量れる爆発の熱や爆風だけに留まらず、原爆症と呼ばれる放射線障害や白血病や癌などの病気を被曝者に引き起こし、その影響は現在も続いている。
実戦においては1945年8月に日本の二つの都市に原子爆弾が投下された（日本への原子爆弾投下）。