1996 年 1 月 27 日，法国进行了其第 210 次也是最后一次地下核试验“Xouthos”，在南太平洋的芳阿塔乌法环礁下引爆了一枚热核弹头。这次试验的爆炸当量为 20 至 120 千吨 TNT，可能是有史以来爆炸威力最大的炸弹，相当于 1945 年美国投在广岛的原子弹的 8 倍。Xouthos 试验标志着法国核试验的结束，但并未结束其核武库的维护。为了确保该国的弹头处于运行状态，法国正与美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室合作，开发一个超低温激光点火试验设施。
世界上还有八个核武器国家：美国、俄罗斯、英国、法国、中国、以色列、印度和巴基斯坦。进入 21 世纪，只有朝鲜进行了实弹核武器试验。对于其他国家来说，在没有实地试验的情况下维护和保持核弹头的状态是一项工程挑战。管理这一挑战的一种方法是进行计算机建模，这使得核实验室能够改进弹头设计并研究新型弹头翻新。
但测试弹头实际的裂变材料（即 钚芯 凝聚周围的气体，直到引发核裂变反应）意味着需要观察实际材料本身，并观察它在高温高密度下的表现。劳伦斯利弗莫尔实验室将一种在低温下使用激光测试核材料的过程描述为“低温靶系统”，该系统在该实验室的“国家点火装置”中运行。理论上，该系统可以通过在实验室条件下制造真实的（尽管是暂时的）聚变能，使他们能够了解核燃料在高能量密度条件下的行为。
“国家点火装置”于 2010 年开始运行。当年，美国国家核安全局的预算申请将该计划描述为“在不进行核试验的情况下，为评估国家核武器的安全、安保和可靠性提供科学理解”。为了实现这一目标，“基于科学的武器评估和认证要求这些先进的实验工具能够创造和研究在接近核爆炸高能量密度（HED）环境的极端条件下的物质。”
热核爆炸的温度极高，第一阶段的裂变反应温度会超过 1 亿开尔文。它们的密度也很大：热核弹头中常规的非核组件利用爆炸力将 钚压缩 成更紧凑的形式，围绕着由重氢（氘和氚）组成的燃料气体。
实现这种密度的另一种方法是将一小粒氘氚燃料冷却到 18.5 开尔文（或 -426 华氏度）。这种冷却就是“低温靶系统”中的“低温”部分，而这粒小球就是靶。在这些试验中，点火所需的能量不是来自像实际弹头那样向内爆炸的钚球，而是由高能激光束提供。
在“国家点火装置”中，这个过程是通过 192 束激光 完成的，这些激光将 1.92 兆焦耳的能量聚焦到一粒超低温的氘氚燃料球上。通过聚变释放的能量 类似于恒星 的能量，尽管持续时间短得多。法国“国家点火装置”的对应设施——兆焦耳激光器——“将使用 176 束激光，将超过 1 兆焦耳的紫外激光能量聚焦在包含部分冻结的氘氚同位素混合物的小型靶上。”
虽然核聚变研究经常被宣传并定位为通往可行聚变反应堆以发电的途径，但其本质上是一种武器评估和研究工具，附带具有科学研究的潜在可能性。
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“‘国家点火装置’旨在产生极高的温度和压力——数千万度，以及比地球大气压力高数十亿倍的压力，”实验室的一份解释 中写道。“这些条件目前只存在于恒星和行星的核心以及核武器中。”
当这些条件在实验室中出现时，它们也只能持续很短的时间。“在惯性约束聚变（ICF）实验的几纳秒内，[‘国家点火装置’]的 192 束激光会复制恒星、行星内部以及爆炸核弹头中存在的相同温度、密度和压力，”实验室在 2019 年的一份 报告 中说。这仍然足以让研究人员研究这些条件对相关材料的影响，这对于武库管理至关重要。“每年大约有 15 个实验旨在研究材料的状态方程，”或者说是对材料如何承受核反应条件的数学建模。
尽管“国家点火装置”已经运行了将近 12 年，但它最接近产生聚变能的尝试是在 2021 年 8 月 8 日的一次试验中。那次点火从接近冻结的燃料球中产生了 1.35 兆焦耳的能量，标志着激光能量转化为反应的转化率接近 70%。
“对于武库管理计划而言，”实验室在 2 月份的一份 声明 中表示，“创纪录的射击为高能量密度等离子体提供了一个新的研究领域，用于测试和验证实验室与核武器相关的模拟代码。[‘国家点火装置’]进行聚变点火及其后续热核燃烧的实验研究，这提供了现代核武器所需的巨大能量。”
在不直接引爆核弹头的情况下创造聚变条件仍然是一项正在进行中的工作。通过与法国替代能源和原子能委员会合作，国家实验室确保两国都能从平行和协作的研究中受益。与恢复地下核试验的替代方案相比，在受控实验室环境中解决一个高难度的物理问题，相对于恢复国际军备竞赛的地缘政治风险来说，是一个较小的挑战。
