Вважається, що для розробки нової ядерної зброї - випробування обов'язкова необхідна умова. Без випробувань неможливо розробляти нову ядерну зброю. Ніякими симуляторами на комп'ютерах і імітаторами неможливо замінити реальне випробування. Тому обмеження випробувань переслідує в першу чергу перешкодити розробці нових ядерних систем тим державам, які вже їх мають, і не дозволити іншим державам стати власниками ядерної зброї.
Однак проведення повномасштабного ядерного випробування потрібно не завжди. Наприклад, уранова бомба, скинута на Хіросіму 6 серпня 1945 року, не проходила жодних випробувань. «Гарматна схема» підриву уранового заряду була настільки надійною, що випробувань не знадобилося. 16 липня 1945 року США мали в Неваді тільки бомбу вибухового типу з плутонієм як зарядом, подібну до тієї, що була скинута на Нагасакі 9 серпня 1945 року, тому що це більш складний пристрій і були сумніви в надійності даної схеми. Наприклад, ядерна зброя ПАР теж мала гарматну систему підриву заряду, і 6 ядерних зарядів надійшли в арсенал ПАР без будь-яких випробувань.
Мета випробувань
Розробка(інші мови) нової ядерної зброї (weapons development). 75-80 % всіх тестів проводяться саме для цієї мети
Перевірка виробничого циклу (production verification). Береться будь-який примірник з виробничого процесу і перевіряється, після чого уся партія надходить в арсенал.
Перевірка боєголовки з арсеналу (stockpile verification). Після того, як зброя випробувана і надійшла в арсенал, її випробування зазвичай не проводяться. Проводяться лише інспекції та перевірки, які не потребують випробувань[1].
Типи випробувань
Історично ядерні випробування поділяються на чотири категорії по тому, де вони проводяться і в якому середовищі:
"Підземні випробування проводяться двома способами:
підрив заряду у вертикальній шахті. Цей спосіб найчастіше використовується для створення нових збройних систем
підрив заряду в горизонтальній шахті-тунелі. Цей спосіб використовується для дослідження вражаючих факторів вибуху на довкілля і предмети[2].
Середня вартість підземного випробування становила на березень 1988 року: 20-30 мільйонів доларів США - для вертикальної шахти, 40-70 мільйонів доларів США для горизонтальної, внаслідок більш складних інженерних завдань. Підготовка одного тесту займала близько 18 місяців, і тому під час одного тесту як правило проводилося кілька експериментів, щоб заощадити кошти[2].
Як жест доброї волі деякі ядерні держави оголошують мораторій на проведення випробувань і очікують, що до мораторію приєднаються інші володарі ядерної зброї. Наприклад, в період з 1958 по 1961 ядерні випробування не проводили ні США, ні Велика Британія, ні СРСР, тільки Франція.
Найбільшим термоядерним зарядом за весь час випробувань стала радянська «Цар-бомба» (58 мегатонн), випробувана на половину своєї потужності — 58 мегатонн, підірвана на майданчику Сухий Ніс, на полігоні на Новій Землі30 жовтня1961 року.
22 вересня1979 року було зафіксовано проведення ядерного випробування в районі острова Буве (Південна Атлантика). Жодна країна відповідальності за цей вибух не взяла. Припускають, що цей вибух, а також наступний в 1981 році аналогічний без оголошення були зроблені ПАР за власним або спільним з Ізраїлем проектами випробування ядерної зброї.
З літа 1985 року СРСР, після початку політики Перебудови, оголосив односторонній мораторій на проведення ядерних випробувань.
Незважаючи на дію заборони на проведення випробувань і строгий контроль за його дотриманням, жодна з країн ядерного клубу не відмовляється від вдосконалення свого арсеналу. Ядерна боєголовка сама по собі складається з безлічі неядерних систем, які можна випробувати без проведення ядерного вибуху, замінивши подільний матеріал муляжем. Для випробування ж самого ядерного заряду проводяться такі тести, які не підпадають під договірну заборону. Такі випробування проводяться в спеціальних лабораторіях, наприклад провідними в цій області в США є Лос-Аламоська національна лабораторія і Ліверморська національна лабораторія.
Країни, які відмовилися від заборони на проведення
КНДР яка підписала договори про нерозповсюдження ядерної зброї та обмеження ядерних випробувань, дезавуювала їх і 9 жовтня2006 року провела перше ядерне випробування; 25 травня 2009 року КНДР здійснила друге ядерне випробування (див. Ядерна програма КНДР), 12 лютого 2013 року було проведено третє ядерне випробування.
Величезний обсяг обчислень та їх складність з самого початку висували вимоги щодо створення все більш потужних і досконалих обчислювальних машин, що в кінцевому рахунку призвело до появи особливого типу обчислювальної техніки під назвою «суперкомп'ютери». Використання суперкомп'ютерів для симуляції ядерних і термоядерних реакцій, що відбуваються під час вибуху, дозволяло економити колосальні кошти і час. Наприклад, при використанні суперкомп'ютераCDC 6600 для розробки нової боєголовки США знадобилося провести тільки 23 польових випробування, а при використанні CDC 7600 — вже тільки 6[2]. Не дивно, що США накладало спеціальні експортні обмеження на постачання надпотужних обчислювальних машин не тільки в країни Варшавського блоку, але навіть в країни-партнери НАТО: відомий випадок, коли в 1966 році США відмовило компанії CDC в експортній ліцензії суперкомп'ютера CDC 6600 для Французького атомного агентства, щоб перешкодити Франції в їхній атомній програмі[3]. Наявність суперкомп'ютерів у 60-х роках пом'якшила позицію США з договору про заборону випробувань у трьох середовищах, бо існувала впевненість, що в СРСР немає таких потужних комп'ютерів, і дотримання договору дасть США стратегічну перевагу перед СРСР.
Роль суперкомп'ютерів збільшилася після підписання Договору про всеосяжну заборону на проведення ядерних випробувань. В даний час в провідних лабораторіях США, зайнятих обслуговуванням і вдосконаленням ядерного арсеналу країни, встановлені потужні комп'ютерні системи, які входять у список TOP500, і на яких проводяться як секретні, так і неважливі розрахунки, пов'язані з ядерними вибухами, атомними реакторами і термоядерним синтезом в рамках програми Advanced Simulation and Computing Program. Раніше, незважаючи на свою величезну потужність суперкомп'ютери все ж таки не дозволяли дуже точно змоделювати весь процес вибуху під час випробування від початку до кінця. Для спрощення завдань розрахунки здійснювалися в двох або навіть в одному вимірі, комп'ютерні випробування проводилися поетапно з моделюванням ключових подій і подачею результатів попереднього етапу на наступний, що, природно, призводило до неточностей, які могли бути зняті тільки при проведенні реального випробування. З виконанням програми Advanced Simulation and Computing Program і введенням в дію суперкомп'ютера ASC Purple у 2005 році, Національні лабораторії США отримали можливість моделювати підрив ядерної і термоядерної зброї в повному обсязі з точністю, достатньою, щоб судити про поточний стан і боєготовність зарядів, що перебувають на зберіганні в арсеналі[4].
Ядерні випробування за країнами
Загалом ядерними державами було проведено більше двох тисяч ядерних вибухів:
1 054 випробувань за офіційними даними (як мінімум 1 151 пристроїв, 331 наземне випробування), в основному на полігоні в штаті Невада і на Pacific Proving Grounds на Маршаллових островах, ще 10 випробувань проводилися в різних місцях на території США, в тому числі на Алясці, Колорадо, Міссісіпі і Нью-Мексико (див. [1]).