核军备竞赛
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核军备竞赛（美语：Nuclear arms race、Ядерная гонка）是冷战时期美国和苏联及它们的盟友为了在核战争[1] 上称霸的一场军备竞赛。冷战时，除了美苏两个超级大国之外，其他国家亦发展出核武技术，但这些国家的核弹头数目都不足以和此二国相比。
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第二次世界大战
为了对付轴心国，美国的曼哈顿计划于第二次世界大战期间完成史上第一件核武器当时与美国结盟的苏联，开始向开发核武的可行性进行了初步研究。
美国并未告知苏联其实验结果。直至1945年的波茨坦会议上，史达林才被知会美国不相信苏联能够把实验保持机密，而不泄露给德国间谍；更不相信和苏联的用心。即使于战争时，很多政界人士和军中领导均指出苏联将会是一个潜在的对手。
除此之外，苏联的间谍亦一连串渗透美国核计划。这些核间谍（包括克劳斯·富克斯和西奥多·霍尔使史太林得以清楚知道美国的发展。时任美国总统的杜鲁门在通知史达林关于核武的事的时候，他对史达林的冷静惊讶万分，认为史达林甚至不知道他在说什么。但史达林对美国的计划已经有了长时间的了解。
1945年8月，在杜鲁门的授权下，美军向日本投放原子弹。两架B-29军炸机分别于广岛和长崎投下小男孩原子弹和胖子原子弹。
冷战早期
二战结束后的头几年，美国一直在核武的知识和至为重要的原料上称霸。起初，科学家认为铀元素的蕴藏量十分低，但后来却发现了并不如此，当美国以为可以透过这样的独特优势来屈服苏联，但失败。苏联默默的大力研发核武器。战时苏联因为缺乏铀而令核武器发展受阻。但随著东欧的稳定供应，他们获得了本土的来源。当美国的智囊认为苏联直到1950年代的中期也不可能发展出核武器的时候，苏联于1949年的8月29日引爆第一枚试爆，震惊全世界。核弹的设计（西方称这个核弹为"Joe One"）大概是从胖子原子弹中抄袭过来的。
各国政府投放大量资源去增加核武的数量和质量，而且研究氢弹，由美国首先于1952年11月1日试爆。同样的苏联对于美国的能引爆可服役的热核武器感到惊讶，他们要到翌年8月才成功，而且直到1955年才能成功研发多阶段式氢弹。苏联的氢弹差不多全是自主研究结果，因为当时苏谍取得的常为基本，甚至是错误的氢弹版本。
1950年在投射方面最重要的发展是ICBM的投入使用。飞弹一直被认为是核武理想的平台，也是潜在地比冷战初期主要投射手段的战略轰炸机更有效的投射系统。随著1957年10月4日史普尼克计画的开始，苏联向世界展示了他们有能够击中世界任何地方的飞弹。美国则在1959年10月31日发射了他们自己的。太空竞赛展示了对核子武器投射（ICBM助推火箭）相当重要的科技，尽管他们保持著为了科学与探索的良善面貌。
这段时期同时也显现出两国想要对抗核子武器攻击的意图，两方强权建造了大型的雷达天线来侦测来袭的轰炸机与飞弹。用于对抗轰炸机的战斗机以及对ICBM的反弹道飞弹也发展了。大型地下碉堡被建筑出来以保全这些超级强权领导人的性命，而大众则被告知要建造辐射尘避难所，并被教导在遭遇核子攻击时该如何反应（民防）。这些炸弹在任一方的一次攻击中就能夺去上百万人的性命。
相互保证毁灭
所有的这些防御措施都不够坚固。在20世纪50年代，美国和苏联都有足以消灭对方的力量。各方发展了自己的二次打击能力，也就是说，他们即使在受到对方的全面袭击（特别是受到潜水艇的攻击）之后，仍然可以发动毁灭性打击。这个政策就是后来著名的相互保证毁灭的一部分：各方知道任何对对方的攻击对自己而言也是毁灭性的，从而会（按理）避免攻击对方。
苏联和美国的知识分子希望使用核武器来争取对方或其他势力（如中国）的让步，但任何使用这些武器的方法都伴随着巨大风险，各方都避免出现约翰·福斯特·杜勒斯所指的像边缘政策一样的情况。一些人如麦克阿瑟认为核武器应该在朝鲜战争时使用，而杜鲁门和艾森豪威尔不同意。
各方也不知道应如何比较他们的兵械库的强弱，从而大规模制造核武器以确保自身遭受到核打击后仍有足够力量进行反击，双方因此各生产了数万枚核弹头，虽然有报告声称只要有 200 枚核武器能够在第一次核打击中生存下来，就足够维持必要的反击能力。美国往往缺乏信心。在20世纪50年代，他们相信了实际上不存在的轰炸机差距（航空摄影后来发现苏联在阅兵时用他们的轰炸机玩了一种“表面游戏”，让轰炸机绕著大圆圈飞，让他们看起来有比实际多得多的轰炸机）；在1960年美国总统选举中，出现了因实际上是完全假造的苏联与美国之间的导弹差距对政府的谴责。苏联政府机构往往对领导和赫鲁雪夫夸大自己的武器力量。
20世纪60年代早期，在美国产生了另外一个争论：他们的武器能不能在关键时刻起效。核导弹的各部分（弹头、导航系统、火箭等）都已经单独测试过了，但把他们作为整体进行测试是不可行的。评论家批评说，并不清楚弹头在上层大气和外太空遇到重力和温度突变时能否运行，甘迺迪也不希望使用一个真正的弹头对洲际弹道导弹进行一次危险的测试。最接近真实的一次测试是1962年的军舰鸟测试，伊森·艾伦号潜艇发射了一枚北极星导弹到超过1000英里远的圣诞岛上的核测试场。这次测试被评论家（包括柯蒂斯·勒迈，他曾经怀疑导弹的精确度，以鼓励新轰炸机的发展）质疑，因为这是一次单一的测试（有可能是一次异常），也是一次低空的潜射弹道导弹发射（与洲际弹道导弹发射的条件不同），这个重大的修改在测试前已经对弹头实施了。