El proyecto Orion en la década de 1960 previó el uso de cargas con forma nuclear para la propulsión. La explosión nuclear convertiría una placa de tungsteno en un chorro de plasma que luego golpearía la placa de empuje de la unidad. Alrededor del 85% de la energía de la bomba podría dirigirse al objetivo en forma de plasma, aunque con un ángulo de cono muy amplio de 22,5 grados. Una nave espacial de 4.000 toneladas usaría cargas de 5 kilotones, y una nave espacial de 10.000 toneladas usaría cargas de 15 kilotones. Orion también investigó la posibilidad de que las cargas con forma nuclear se utilizaran como armas en la guerra espacial. Estas armas tendrían rendimientos de unos pocos kilotones, podrían convertir aproximadamente el 50% de esa energía en un chorro de plasma con una velocidad de 280 kilómetros por segundo, y teóricamente podrían obtener ángulos de haz tan bajos como 0,1 radianes (5,73 grados), bastante anchos pero considerablemente más estrechos que la unidad de propulsión.

El concepto de carga con forma nuclear también se estudió ampliamente en la década de 1980 como parte del Proyecto Prometheus, junto con láseres bombeados por bombas. Usando una combinación de diseño de onda explosiva y «cañón de pistola», hasta el 5% de una pequeña bomba nuclear podría ser convertida en energía cinética impulsando un haz de partículas con un ángulo de haz de 0,001 radianes (0,057 grados), mucho más concentrado que el chorro de plasma propuesto anteriormente, aunque esto disminuye al 1% de eficiencia a 50 kilotones (medio kilotón de energía en el haz) y la eficiencia sufre mucho a rendimientos aún más altos. Sólo se conoce una prueba de carga nuclear moldeada, realizada en 1985 como parte de la Operación Granadero. Durante la prueba, con nombre en código ‘Chamita’, la intención era usar una detonación nuclear para acelerar una masa de un kilogramo de tungsteno a cien kilómetros por segundo, en forma de pequeñas partículas enfocadas en un haz en forma de cono. La prueba logró propulsar un kilogramo de partículas de tungsteno/molibdeno a setenta kilómetros por segundo, aproximadamente 0,59 toneladas de energía cinética. Como el rendimiento del dispositivo nuclear detonado era de 8 kilotones, esto resultó en una eficiencia de solo 0,007%.

El físico nuclear de Princeton Dan L. Fenstermacher declaró que hay un problema fundamental asociado con el concepto de obús Casaba que se vuelve grave a mayores rendimientos: una buena parte de la energía de la bomba inevitablemente se convierte en radiación de cuerpo negro, que rápidamente superaría a la masa propulsada. Esto plantea el riesgo de que la mayoría de las partículas se vaporicen o incluso se ionicen, volviéndolas inútiles para infligir daño al objetivo. Concluyó: «El concepto de NKEW es, por lo tanto, uno que puede requerir explosivos subkilotones para ser factible… Cualquiera que sea el caso, está claro que demostrar una avalancha de perdigones a hipervelocidad de una explosión nuclear, aunque tal vez sea impresionante, de ninguna manera garantiza que se derive de este concepto un arma útil.»