ソ連による原子爆弾開発計画
核実験

1949年8月29日午前7時、ソ連はセミパラチンスクの核実験場にて、「PДC-1」と名付けた核実験を実施し、成功した。この時点でのソ連の計画においては、いかなる犠牲を払ってでも、ソ連の原子爆弾の開発を可及的速やかに成功させることに重点が置かれていた。このときの核実験でソ連が使用した起爆装置は、ラヴレンチー・ベリヤによれば、1945年8月9日、アメリカ軍が長崎市に投げ落としたプルトニウム型原子爆弾『Fat Man』の設計を正確に再現したものであり、1945年7月16日にアメリカが実施した「トリニティ実験」(Trinity Test)で使用されたものと設計が同じであった。この爆弾について、アメリカは「長崎に投下されたものの複製品だ」と断定した。ソ連がこの核実験の実施を発表しなかったのは、ソ連の核施設に対してアメリカが先制攻撃を仕掛けてくるのではないか、とスターリンが恐れたからであった。
1949年9月23日、ワシントンのホワイトハウスは「数週間前、ソ連で核爆発が起こったことを示す証拠を掴んだ」と発表した。ハリー・S・トルーマン(Harry S. Truman)による発表を受けて、ソ連のタス通信は1949年9月24日に声明を発表し、その中で、1947年11月6日にヴャチェスラーフ・モロトフが原子爆弾の秘密について述べた「この秘密はもはや長きに亘って秘密ではなくなっている」を引き合いに出した。この声明が示唆しているのは、ソ連はすでに核兵器を保有しており、自由に使える状態にある、というものであった。タス通信による発表は、核実験の事実について肯定も否定もしていないが、最後に以下の一節が含まれていた。「核兵器は存在するが、ソ連政府はこれの使用を無条件に禁止するという従来の立場を今後も堅持する」
1950年3月8日、ソ連閣僚評議会副議長のクリメント・ヴォロシーロフ(Климент Ворошилов)は、ソ連が独自の核兵器を保有している趣旨を世界に向けて発表した。
1953年8月12日、ソ連は実戦に使用可能な水素爆弾「РДС-6с」を起爆させた。
1954年9月14日、南ウラル・チカロフスク州のトツコエで4万5千もの兵を動員したトツキー軍事演習も行われている。
1949年以降、ソ連は核兵器の製造と実験を続けてきた。核兵器の実装は、世界におけるソ連の地位を誇示し、維持するためにも極めて重要な要素であった。
1954年12月24日、「КБ-11」科学技術評議会は、新たな爆弾の設計を進める計画を承認した。爆弾の技術仕様は1955年2月3日に完成し、「РДС-37」と名付けられた。1955年11月22日、ソ連はセミパラチンスクにて、核実験「РДС-37」を実施した。これは多段型の熱核融合装置であり、上空から投下され、高度1,550メートルで爆発した。近隣の村に住む民間人に対し、予防措置として警告が出されていた。爆発の直後、児童の一人が自宅へ逃げ帰ったが、爆風により建物の屋根が倒壊し、死亡した。その威力は1.6メガトンであり、1949年8月の核実験で使われた原子爆弾のほぼ100倍であった。
1961年7月10日、ニキータ・フルシチョフ(Никита Хрущёв)は、上級兵器の設計者であるアンドレイ・ドミートリエヴィチ・サハロフ(Андрей Дмитриевич Сахаров)に会った際、「100メガトンの威力の爆弾を造る」よう指示を出した。1961年10月30日午前11時32分、ノヴァヤゼムリャ核実験場においてソ連は「ツァーリ・ボンバ」(Царь-бомба)と名付けられた水素爆弾の核実験を実施した。これは上空から投げ落とされ、高度4000メートルで爆発した。爆心地から数百キロメートル離れた地区では、木造住宅が倒壊し、石造りの家の屋根、窓、扉は破壊され、無線通信はほぼ1時間中断された。爆発によって発生した大気の乱れは地球を三周し、巨大なキノコ雲が64キロメートルの高さまで上昇した。
1965年1月15日、セミパラチンスク核実験場でチャガン核実験を実施。これは国家経済のための核爆発（平和的核爆発）の一環で巨大クレーターが生成された。
1993年、ロシアの核物理学者で原子力大臣を務めていたヴィークトル・ニキータヴィチ・ミハイロフ（ロシア語版）は、1986年の時点で「ソ連は45,000発の核弾頭を備蓄していた」と明らかにした。その10年後、ミハイロフは、これらの核弾頭のほぼ半分が解体された趣旨を述べた。1966年の時点で、アメリカは核弾頭を32,040発、ロシアは7,089発保有していた。その後、アメリカは核弾頭の数を徐々に減らしていったが、ロシアはその数を増やした。1986年の時点で、ロシアは45,000発、アメリカは24,401発保有していた。
ハリー・S・トルーマンは、合衆国国家安全保障会議にて、アメリカの冷戦政策について再検討を命じた。1950年の初頭に発行された、大統領に宛てた評議会の報告書の内容は、軍事支出の大幅な増加、水素爆弾の製造と実験の加速を要請するものであった。トルーマンは、10メガトンの破壊力を持つ水素爆弾の開発を認可した。1950年代の初頭、アメリカが水爆開発計画を開始すると、ソ連もそれに追随する形で独自の水爆開発計画を開始し、1953年までにソ連はアメリカに追い付いた。1961年、ジョン・F・ケネディ(John F. Kennedy)が大統領に就任すると、アメリカのミサイル戦力はさらに拡大することになった。1962年10月のキューバ危機において、世界は核戦争の瀬戸際に立たされた。国防長官のロバート・マクナマラ(Robert Mcnamara)は、「相互確証破壊戦略」(Mutually Assured Destruction)を発表した。
ニキータ・フルシチョフは、回顧録の中で以下の記述を残している。
「『かつてケネディ大統領はこう言っていました...アメリカはソ連を二度殲滅できるだけの核ミサイル能力を保持している。ソ連はアメリカを一度だけ殲滅できる原子爆弾を保有している、と』...報道記者が尋ねてきた際、私は冗談めかしてこう答えた。『ああ、ケネディの主張なら知っているし、彼の言っていることは事実だ。別に文句を言いたいわけじゃあない。我々としては、初戦でアメリカを参らせることができて満足しているのだよ。一度で充分さ。一つの国を二度も滅ぼしてどうするのかね？ 我々は血に飢えた民族ではないのだ」
ソ連においては、核の安全性についてはほとんど考慮されていなかった。教訓として公開された事故の報告は無く、放射線の危険性について、ソ連国民は隠蔽されていた。核実験の際に発生した放射性同位体は放置され、それらは爆発現場の周囲や、風下、下流の地域における空気、水、土壌を汚染した。1991年にロシア政府が発表した記録によれば、1949年から1990年にかけて、ソ連は合計969回の核実験を実施した。ソ連の科学者たちは、環境や公衆衛生への影響をほとんど配慮に入れないまま、核実験を実施した。
ロバート・S・ノリス(Robert S. Norris)と、ハンス・M・クリステンセン（英語版）は、「核兵器を保有している国は、『国家の安全保障において、核兵器は不可欠の存在である』と主張している。これは、近い将来、地球規模で大量の核兵器が備蓄されることとなり、より多くの国が核兵器を欲しがる可能性がある」「世界の核兵器の備蓄量は減っているが、各国に核兵器を完全に放棄するよう説得することは依然として困難な課題であり、核兵器保有国が自分からそうしない限り、おそらく実現不可能なままであろう」と書いた。