Project Orion in the 1960s envisioned the use of nuclear shaped charges for propulsion. A explosão nuclear transformaria uma placa de tungsténio num jato de plasma que atingiria então a placa propulsora. Cerca de 85% da energia da bomba pode ser direcionada para o alvo como plasma, embora com um ângulo cone muito amplo de 22,5 graus. Uma espaçonave de 4.000 toneladas usaria cargas de 5 quilotoneladas, e uma espaçonave de 10.000 toneladas usaria cargas de 15 quilotoneladas. Orion também pesquisou a possibilidade de cargas nucleares serem usadas como armas na guerra espacial. Estas armas têm rendimentos de alguns kilotons, poderia converter cerca de 50% de energia em um jato de plasma, com uma velocidade de 280 quilômetros por segundo, e poderia, teoricamente, obter ângulos de feixe tão baixos como 0,1 radianos (5.73 graus), bastante ampla, mas consideravelmente mais estreito do que a unidade de propulsão.

O conceito de carga em forma nuclear também foi estudado extensivamente na década de 1980 como parte do projeto Prometheus, juntamente com lasers bombeados. Usando uma combinação explosiva de onda-shaping e “gun-barril”, de design, de até 5% de uma pequena bomba nuclear poderia supostamente ser convertida em energia cinética de condução de um feixe de partículas com um ângulo de feixe de 0,001 radianos (0.057 graus), muito mais concentrado do que o anteriormente proposto por jato de plasma, embora este diminui para 1% de eficiência em 50 kilotons (metade de um kiloton de energia no feixe) e a eficiência sofre muito mesmo de rendimentos mais elevados. Houve apenas um teste de carga nuclear conhecido, realizado em 1985 como parte da operação Granadier. Durante o teste, codinome “Chamita”, a intenção era usar uma detonação nuclear para acelerar uma massa de um quilograma de tungstênio a cem quilômetros por segundo, na forma de pequenas partículas focadas em um feixe em forma de cone. O teste conseguiu impulsionar um quilograma de partículas de tungstênio/molibdênio para setenta quilômetros por segundo, cerca de 0,59 toneladas de energia cinética. Como o rendimento do dispositivo nuclear detonado era de 8 quilotons, isso saiu para apenas 0,007% de eficiência.o físico nuclear de Princeton, Dan L. Fenstermacher afirmou que há um problema fundamental associado com o conceito Casaba Howitzer que se torna terrível em rendimentos mais elevados: uma boa parte da energia da bomba inevitavelmente se torna radiação corpo-negro, que rapidamente ultrapassaria a massa propulsionada. Isso representa o risco de que a maioria das partículas sejam vaporizadas ou até ionizadas, tornando-as inúteis para lidar com danos ao alvo. He concluded: “the NKEW concept is thus one that may require subkiloton explosives to be factible… Seja qual for o caso, é claro que demonstrar uma corrida de esferas hipervelocidade de uma explosão nuclear, embora talvez impressionante, de forma alguma garante que uma arma útil será alguma vez derivada deste conceito.”