Das Projekt Orion sah in den 1960er Jahren die Verwendung von nuklearen Formladungen für den Antrieb vor. Die nukleare Explosion würde eine Wolframplatte in einen Plasmastrahl verwandeln, der dann die Antriebsschieberplatte treffen würde. Etwa 85% der Energie der Bombe konnten als Plasma in das Ziel geleitet werden, wenn auch mit einem sehr weiten Kegelwinkel von 22,5 Grad. Ein 4.000-Tonnen-Raumschiff würde 5-Kilotonnen-Ladungen verwenden, und ein 10.000-Tonnen-Raumschiff würde 15-Kilotonnen-Ladungen verwenden. Orion untersuchte auch die Möglichkeit, dass nuklear geformte Ladungen als Waffen im Weltraumkrieg eingesetzt werden. Diese Waffen hätten Ausbeuten von einigen Kilotonnen, könnten etwa 50% dieser Energie in einen Plasmastrahl mit einer Geschwindigkeit von 280 Kilometern pro Sekunde umwandeln und könnten theoretisch Strahlwinkel von nur 0, 1 Radiant (5, 73 Grad) erhalten, ziemlich breit, aber erheblich schmaler als die Antriebseinheit.
Das Konzept der nuklearen Formladung wurde in den 1980er Jahren im Rahmen des Projekts Prometheus zusammen mit bombengepumpten Lasern ausgiebig untersucht. Mit einer Kombination aus explosiver Wellenformung und „Kanonenrohr“ -Design könnten Berichten zufolge bis zu 5% einer kleinen Atombombe in kinetische Energie umgewandelt werden, die einen Teilchenstrahl mit einem Abstrahlwinkel von 0,001 Radiant (0,057 Grad) antreibt, der weitaus konzentrierter ist als der früher vorgeschlagene Plasmastrahl, obwohl dies bei 50 Kilotonnen (eine halbe Kilotonne Energie im Strahl) auf 1% Wirkungsgrad abnimmt und die Effizienz bei noch höheren Ausbeuten stark leidet. Es gab nur einen bekannten nuklearen Formladungstest, der 1985 im Rahmen der Operation Grenadier durchgeführt wurde. Während des Tests mit dem Codenamen ‚Chamita‘ sollte mit einer nuklearen Detonation eine Masse von einem Kilogramm Wolfram mit hundert Kilometern pro Sekunde in Form kleiner Partikel beschleunigt werden, die in einem kegelförmigen Strahl fokussiert sind. Dem Test gelang es, ein Kilogramm Wolfram / Molybdän-Partikel auf siebzig Kilometer pro Sekunde zu treiben, was etwa 0,59 Tonnen kinetischer Energie entspricht. Da die Ausbeute der detonierten Kernvorrichtung 8 Kilotonnen betrug, betrug der Wirkungsgrad nur 0,007%.
Princeton Kernphysiker Dan L. Fenstermacher erklärte, dass mit dem Casaba-Haubitzenkonzept ein grundlegendes Problem verbunden ist, das bei höheren Erträgen schlimm wird: Ein guter Teil der Energie der Bombe wird unweigerlich zu Schwarzkörperstrahlung, die die angetriebene Masse schnell überholen würde. Dies birgt die Gefahr, dass die meisten Partikel verdampft oder sogar ionisiert werden, wodurch sie für den Schaden am Ziel unbrauchbar werden. Er schloss: „Das NKEW-Konzept ist daher eines, das möglicherweise Subkilotonen Sprengstoffe erfordert, um machbar zu sein… Was auch immer der Fall sein mag, es ist klar, dass die Demonstration eines Ansturms von Hypergeschwindigkeitspellets aus einer nuklearen Explosion, obwohl sie vielleicht beeindruckend ist, in keiner Weise garantiert, dass jemals eine nützliche Waffe aus diesem Konzept abgeleitet wird.“
