Az Orion projekt az 1960-as években elképzelte a nukleáris alakú töltések használatát a meghajtáshoz. A nukleáris robbanás egy volfrámlemezt plazmasugárrá változtatna, amely aztán eltalálná a hajtótoló lemezt. A bomba energiájának körülbelül 85% – a plazmaként irányítható a célpontba, bár nagyon széles, 22,5 fokos kúpszöggel. Egy 4000 tonnás űrhajó 5 kilotonnás töltést, egy 10 000 tonnás űrhajó pedig 15 kilotonnás töltést használna. Az Orion azt is kutatta, hogy a nukleáris alakú töltéseket fegyverként használják-e az űrháborúban. Ezeknek a fegyvereknek néhány kilotonnás hozama lenne, ennek az energiának körülbelül 50% – át 280 km / s sebességű plazmasugárrá lehetne alakítani, és elméletileg akár 0,1 radián (5,73 fok) sugárzási szöget is elérhetne, meglehetősen széles, de lényegesen keskenyebb, mint a meghajtóegység.

A nukleáris alakú töltés koncepcióját az 1980-as években is alaposan tanulmányozták Prometheus projekt, Bombával pumpált lézerekkel együtt. A robbanásveszélyes hullámformálás és a “fegyverhordó” kialakítás kombinációját alkalmazva egy kis atombomba akár 5%-A is átalakítható kinetikus energiává, amely 0,001 radián (0,057 fok) sugárzási szögű részecskesugarat vezet, sokkal koncentráltabb, mint a korábban javasolt plazmasugár, bár ez 1% – os hatékonyságra csökken 50 kilotonnánál (fél kilotonnás energia a gerendában), és a hatékonyság még nagyobb hozamoknál is jelentősen szenved. Csak egy ismert nukleáris alakú töltésteszt volt, amelyet 1985-ben hajtottak végre a gránátos művelet részeként. A chamita kódnevű teszt során a szándék az volt, hogy nukleáris robbanást alkalmazzanak egy kilogramm volfrám tömegének felgyorsítására száz kilométer / másodperc sebességgel, kúp alakú gerendában fókuszált kis részecskék formájában. A tesztnek sikerült egy kilogramm Volfrám/molibdén részecskét másodpercenként hetven kilométerre, körülbelül 0,59 tonna kinetikus energiára hajtani. Mivel a felrobbant nukleáris eszköz hozama 8 kilotonna volt, ez csak 0,007% – os hatékonyságra jött ki.

Princeton nukleáris fizikus Dan L. Fenstermacher kijelentette, hogy van egy alapvető probléma a Casaba Howitzer koncepcióval kapcsolatban, amely nagyobb hozamoknál szörnyűvé válik: a bomba energiájának jó része elkerülhetetlenül fekete test sugárzássá válik, amely gyorsan meghaladja a meghajtott tömeget. Ez azzal a kockázattal jár, hogy a részecskék nagy része elpárolog vagy akár ionizálódik, használhatatlanná téve őket a cél károsodásához. Arra a következtetésre jutott: “az NKEW koncepció tehát megkövetelheti, hogy a subkiloton robbanóanyagok megvalósíthatók legyenek… Bármi legyen is az eset, egyértelmű, hogy a nukleáris robbanásból származó hipervelocity pelletek rohanásának bemutatása, bár talán lenyűgöző, semmiképpen sem garantálja, hogy ebből a koncepcióból valaha is hasznos fegyver származik.”