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杜鲁门政府升级研发热核武器的努力很快带动了美国核武器技术的巨大进步。1952年11月1日，美国军方在马绍尔群岛中的埃尼威托克环礁成功试爆了一颗代号为“迈克”的热核装置（氢弹原型），这标志着人类社会进入热核时代。核武器的这一进展又一次冲击着人们的思想与战争方式。接下来德怀特·艾森豪威尔执政的20世纪50年代中后期，成为美国核武器系统飞速发展的时期。艾森豪威尔政府吸取朝鲜战争时间与物质成本消耗过大的教训，以平衡预算为目的，在国防支出方面缩减常规军备投入，加大核武器研发投入，并在此基础上提出了主要依赖各类核武器的“大规模报复”战略。
在以上背景下，美国核武器系统除了核弹头由原子弹升级到氢弹之外，核弹头的运载系统也取得革命性进展。原来人们设想中的导弹携带核弹头变成现实，而且导弹在精确度与射程上也有了突破，出现了射程达8000千米以上的洲际弹道导弹。运送核弹的载体除了陆基战略轰炸机和陆基导弹之外，美国还成功研制了可以携带核导弹的潜艇，以及可停泊于航空母舰之上的携带核弹头的轰炸机。除了大规模的战略核武器之外，美国军方还开发了可以用大口径火炮发射的小型核炮弹、核地雷等其他形式的所谓“战术核武器”。较为全面的战略与战术核武器系统的发展成为美国历史上第一个系统、成熟的核战略——“大规模报复”战略的主要依托力量。