三相弹也称氢铀弹，其放能过程为裂变-聚变-裂变三阶段氢弹。在热核装料外包一层铀238外壳，聚变反应时，先由中心的铀235或钚239裂变产生超高温，氘在进行热核反应，在高速冲击中子流的持续轰击下，外层铀-238发生裂变，可获得氢弹和原子弹双重爆炸威力。“沙皇”氢弹（苏联代号“伊万”、AN-602）则是目前人类试爆的威力最大的三相弹， 当量达到5000万吨TNT。图为“沙皇”氢弹模型封绘，背景可见为执行投放任务改装的图-95轰炸机。