1960年秋天，赫魯曉夫在聯合國大會上向世界宣佈：“蘇聯完成了超巨型氫彈的研製工作，該氫彈的爆炸當量爲億萬噸級。”
1952年11月，美國在太平洋的比基尼島上進行了初次氫彈試驗。蘇聯試驗人員設法獲取了部分資料數據，並於1953年8月在謝米巴拉金斯克也進行了類似試驗。1954年成立了又成立了以科學院院士庫爾恰托夫、薩哈羅夫、哈里通爲首的“克勃-11”試驗室，開始研製億噸級的超級氫彈。
在所有官方文件中它被稱作是“編號202產品”。在研製人員之間它又被稱作爲“伊萬”。這位“伊萬”身軀龐大：重量40噸，長度8米。用鈾原料造出這個龐然大物並不難，難就難在把它送到試爆地點。
這種巨型氫彈的設計師們經過反覆考慮選定了它的運載工具——“圖-95”，這是蘇聯最大型的戰略轟炸機，但無論是設計師還是其他任何人都無法將此巨大炸彈送上“圖-95”要達到實戰運載必須讓“伊萬”至少“減肥”14噸。
1956年夏天，在茹科夫斯基的航空試驗基地同時進行了飛機投彈系統和飛機自身某些部件的改裝工作。9月份，新的“圖-95B”型轟炸機做好了航投試驗的準備。
試爆日期定在1961年10月30日，地點是新選的，在阿爾克基卡，此地在此之前還從未做過試驗場。運載工具“圖-95B”飛機搶先到了名叫“鹿脣”的機場，而氫彈本身正從“阿爾扎馬斯-16”運來。
當時的具體情景，據退役上校日姆列夫回憶(他曾是“超級氫彈”試驗總指揮的助手，特別危機事件處理的老手)：“我當時被任命爲特別列車組的負責人，接受的是運載這枚重達30多噸的氫彈的貨車，這枚氫彈在工廠的車間裏並非尋常，此刻卻散放在普通貨車車廂裏，尚未裝配就緒。而在幾個有冷凍條件的車廂裏放着的是與之有關的一包包危險品。在客車車廂的保險櫃裏放的全都是超級絕密文件。10月5日夜裏我們上路，總參謀部情報部、克格勃與內務部的大員一應俱全，說話全用耳語，心事沉重。在‘鹿脣’車站當時只有兩噸的吊車，怎麼將這超級氫彈卸下並裝車運走，大家一時沒主意。幸虧當地採礦聯合企業的頭兒救急，調來了鐵路專用的50噸吊車才解決問題。
“難以計算的是，到超級氫彈最後完成裝配這段時間，我們遭受了多大強度的輻射劑量。當時我們那裏連個輻射強度測量計都沒有。後來籠統地測量了一下，結果發現這裏的輻射強度超出正常值兩倍多，出於恐懼，我們一涌而出跑到了外面街上。
“30日早晨，根據試驗總指揮巴甫洛夫中將的命令，將最終裝配完畢的氫彈用專用車輛裝進飛機。當時我看見，車上一個輪子因過度負荷而失靈打轉，繼而車輛停下了。正不知所措時，它突然又變正常了。這一險情是如何發生又化險爲夷的，到現在我也不明白。”
出現這樣的險情不止一次。直到巨彈被送上“圖-95B”人們才弄清楚，它整個彈體拖到地面上根本無法起飛，唯一的救急辦法是在它下面的飛機跑道上搶挖一條土溝，否則要是強行起飛的話氫彈與地面摩擦，後果不堪設想。
1961年10月30日晨9時27分，載有巨型氫彈的“圖-95B”飛機與另一架載有實驗室的“圖-16”飛機結伴起飛，航向直指新地島羣島中的某個島。11時，艦長杜爾諾夫採夫報告說已接近目標。當按下投彈按鈕機彈分離時，飛機所處高度爲10500米。飛行員們此時稍微鬆了一口氣，如果不出什麼意外的話，他們幾乎不想再坐着了。
接下來的情況，當時在新地島的試驗場區的負責人古里科夫是這麼說的：“‘202產品’開始投放是在‘瑪多奇京’地域，當時飛機把頭揚起向上，看來飛行員們都在飛機尾部坐着。隨後他們又改平並且着意擺脫氫彈的爆炸威力。首先出來一頂有半米長的降落傘，接着又是第二頂，約有5.5平方米大，接下來第三頂有42平方米大。最後主傘打開，有1600平方米大，氫彈平穩地隨傘降下。這時指揮所傳來了要求打開降落傘的指令，回答聲中夾有輕鬆的嘆息。此後又是難熬的對爆炸的等待。”
與此同時，兩架飛機正以最大速度飛離投放地點而去。根據計算顯示出，安全脫離時間總共爲15分鐘。飛行員從機尾施放了不透光的煙霧劑。
11點32分，在新地島羣島上空4000米高度發生了人類歷史上最大威力的一次爆炸。耀眼的閃光出現在空中，持續時間將近70秒，儘管有着濃雲遮蔽，但在數百公里之外仍能看到。接下來的火球烈焰覆蓋天地、經久不息。最後巨大的、灰黑色的蘑菇雲騰空而起，它的頂端直達同溫層，其高度足有數十公里。
爆炸發生時，飛機機艙裏的試驗人員已遠離爆心100公里以上，避開了強烈的閃光。然而就連這機尾艙口排出的用以遮光的濃煙霧也沒有完全起到保護作用。熱浪涌進機艙，人就像進了熱鍋，毛髮、指甲紛紛脫落。灼熱的飛機中灰塵肆虐，舷窗也被燒焦。最爲嚴重的情況在尾艙，其灼熱程度難以相信，熱浪劃破了所有人的臉和雙手。
除了光輻射，衝擊波也造成了傷害。從空中人們清楚地看到了奇異現象：一道深深的、透明的氣體大牆形成了，它穿過飛機機身，撼動着近百噸重的飛機，世人難以想象。古里科夫極力描述：“當衝擊波穿過飛機時，所有儀表設備的指示都飛速上升，指針來回跳動……”這還不算什麼，晚些時候才知道，全世界所有的地震測試儀都測到了這次核爆炸，它產生的衝擊波三次傳遍全球。
大氣層中陽離子的爆發使得機組人員與機場之間的無線電通信聯絡整整中斷40分鐘，在這段時間裏誰也不知“圖-95B”和“圖-16”這兩架飛機上究竟出了什麼事，就連飛行員們自己心裏也是茫然一片。
“圖-16”機組的負責人裏雅斯尼科夫回憶說：“在爆炸發生後我們看見了強烈的閃光，但是蘑菇雲還沒有出現，只能看見巨大的火球。它在不斷擴展，直徑有幾公里大，赤紅色並且骯髒混濁。我們知道應當馬上返航了，否則就會大難臨頭。一團球狀煙雲幾乎升到了我們身旁，做出脫離現場的命令符合紀律要求嗎?我還是做了一個不到70度的傾斜動作，在這11000米的高空這一動作會帶來出乎意料的後果，實在是太危險了!”
如果這兩架飛機自身知道恐懼的話，它們也會毫不遲疑地返回基地。杜爾諾夫採夫中校(這次飛行時還是少校)在觀察自己駕駛的這架“圖-95B”飛機時驚訝地發現，機身已由銀白色變成了灰黑色，被焦痕所覆蓋。
前蘇聯一位核工程項目的記史學者伊戈爾莫欣後來在談到這一天時這樣說：“在阿爾扎馬斯我看過有關這次氫彈試爆的影片，那實在是一種無法形容的恐怖場面。這些片段時而在我眼前浮現，幾乎成爲我親身的感受，十足是刻骨銘心。這是與死亡的親密接觸。”
當觀察組人員事後到爆心勘察時，慘不忍睹的景象呈現在眼前：兩米多深的冰雪凍土層已殆然無存，整個地面覆蓋着好似玻璃碎片的東西，塵土沙石因高溫熔化而成了晶體狀。地面上堆積着成羣的失明的海鷗，它們因在高空受到核輻射而墜落下來。在島子的四周淨是鹿和熊的屍體，全是被光輻射的能量所烤焦的。所有生物已蕩然無存。
在距離爆心50公里方圓之內，一切均都完全燒盡、熔化。在投放地點距爆心400公里方圓以內，所有的磚瓦結構農舍只剩下斷垣殘壁。不僅居民村鎮受害，衝擊波的威力還波及境外直到800公里以外，所有建築的窗戶都被破壞。爆炸威力如此巨大，以至於在外層空間無需藉助於望遠鏡都可見到其閃光。
整個世界被震動了。然而這次在新地島試爆的名爲“伊萬”的超級氫彈並未使世人感到欣慰。不過，許多歷史學家指出了其唯一的有意義的作用：它促成了1963年8月5日有關部分禁止核試驗的美英蘇三國協議的簽署，該協議禁止在大氣層、外層空間和水下進行核試驗。
