1949年8月29日凌晨4时，在苏联国家安全委员会领导人贝利亚和科学总监伊戈尔·库尔查托夫的主持下，命名为“铁克瓦”(意南瓜)的苏联第一颗原子弹在大气层试爆成功。
苏联核研究起步比较早。30年代初，苏联就建立了3个核研究中心：列宁格勒有2个，哈尔科夫有1个。
铀裂变可能用于军事的技术情报由克格勃送到斯大林的办公室。苏联情报机关帮助与德国化学家奥托·哈恩一起工作的犹太化学家莉泽·迈特纳逃出德国。作为晋见礼，她把这个重要秘密告诉了苏方。
斯大林被德国人铀技术的进展震惊了。这个格鲁吉亚人，性格刚毅、理解力强、眼力敏锐，又是唯一说话算数的人。他不能优柔寡断，更不能置之不理，而要采取相应的措施。
1939年3月，希特勒背信弃义撕毁《慕尼黑协定》，出兵捷克，侵略欧洲。战争乌云密布，苏联受到了严重的战争威胁。
此后，苏联也采取许多相应的紧急措施。研究原子弹的科学家被召到莫斯科开会，商讨如何加快研制的步伐。会上，强调苏联的安全将取决于能否拥有原子弹。
会议在克里姆林宫召开，由斯大林亲自主持。这就足以说明了会议的至关重要性。斯大林决定争取4年内造出原子弹来。苏联政府为此成立了“铀研究委员会”。
会后，各研究机构、实验基地的工作更紧张了。斯大林还派出了专门的代表，经常督促已经相当疲劳的研究人员再努力，争取按时完成最高统帅所规定的任务。
战争爆发后，贝利亚出任内务部长。核研究也归他负责。贝利亚选择苏联科学院的重要干部塞姆耶诺夫为首席科学顾问。
1942年，贝利亚的内务部得到了美国“曼哈顿计划”的情报。4月，斯大林在莫斯科附近的沃林斯科耶召集科学家和内务部官员们开会，命令全力以赴地研制原子弹。
经过几年的艰苦努力，终于在中亚的乌拉尔·阿尔泰和土耳其斯坦的费尔干纳地区找到了铀矿。这项开拓性的工作，使苏联的原子弹研究建立在有可靠的物质基础之上了，但是，在时间上太晚了。
二次世界大战期间，各国情报工作空前活跃。
苏联情报部门在大战中的工作十分出色。
苏联情报机关收买英、美、加等国的核物理专家和其他接触原子弹的有关人员。
其中有英国的核物理学家阿伦·纳恩·梅博士，他参观过加拿大乔克里弗的重水工厂和美国芝加哥大学的“冶金实验室”。他向苏联情报部门提供了一块铂，它被氧化处理过，含有162微克的铀233的薄铂片和一点点铀235。
英籍德国物理学家埃米尔·克劳斯·朱利叶斯·富克斯，从1942年到1949年，在英国和美国从事铀同位素气体分离法的研究期间，曾向苏联情报部门提供了原子弹的秘密，把气体扩散法的原理所得的计算结果，以及用这种方式生产的铀235可以制造原子弹告诉了苏联。
1944年6月末，富克斯提供了制造铀炸弹实际计划的情报。次年，他交给苏联人一本重要的笔记，上面记述了大量关于钚弹的详细情况，包括钚弹的设计、制造方法，以及华盛顿州汉福德的原子反应堆中制造钚的情况。
1945年6月2日，富克斯向苏联人提供美国在洛斯-阿拉莫斯的工作取得了很大进展，并准备在下个月进行首次原子弹试爆的情报。9月19日，又向苏联提供了原子弹的规格、所含的物质、原子弹是如何制造又是怎样引爆、试验爆炸的情报。
另一位物理学家布鲁诺·蓬泰科尔沃，1943年参加蒙特利尔的“莫加”研究小组，长期在乔克里弗重水堆工作。1949年2月在英国哈威尔任主管科学的主任。他还了解美国钚堆以及在哈威尔对钚进行的最新研究及其使用情况。后来，他神秘地失踪了。实际上，他逃到苏联后在距莫斯科130公里的杜布纳苏联科学院核物理研究所工作。因“在物理学方面作出巨大贡献”，获得了列宁勋章，并得到7500卢布的奖金，还被选为苏联科学院院士。
斯大林得到美国在广岛、长崎爆炸两颗原子弹的消息后，受到很大的刺激，更进一步意识到战后的国策将建立在核垄断的基础上，这是对苏联的极大军事威胁。
1945年底，斯大林以拿破仑与俄国人进行的1812年大战的古战场“鲍罗金诺”，为苏联的核项目重新命名，继续由国家人民安全委员拉夫连基·贝利亚全面负责这项计划，外交部长莫洛托夫任政治方面的负责人，马林科夫负责人事工作，内务部的鲍里斯·拉沃奇·福格特任技术总指挥，库尔查托夫仍为首席科学家。苏联计划开始大干了，到圣诞节已获得了链式反应，所用的石墨铀栅格几乎与恩里克·费米在1942年于芝加哥获得链式反应的石墨铀栅格一样。
1946年9月，斯大林在回答外国《星期日时报》驻莫斯科记者亚历山大·韦尔特先生提问时，对原子弹谈了自己的看法。他说：“我不认为原子弹象某些政治家所想象的那样厉害，原子弹能用来吓唬精神衰弱的人，但是不能决定战争的命运，因为对决定战争的命运来说，原子弹是完全不够的。当然，垄断原子弹秘密会造成威胁，但是对付这点至少有两种办法：(一)对原子弹的垄断不会继续很久;(二)原子弹的使用将被禁止。”斯大林在沃林斯科耶的会议上断定，“原子弹是最廉价的战争手段”，他指示原子弹的最迟试验期限不要超过年底，在1946年底或1948年进行核试验。
12月25日，库尔查托夫在他的原子反应堆里获得有控链式反应，此时，苏联能够造出原子弹已不成问题，只是比斯大林预期晚了一点。
当时，尽管苏联战后恢复重建，各方面困难重重。但是，由于不断努力，苏联在其境内的中亚地区建立了一个核试验室系统网，这个系统网在以莫斯科为大本营的库尔查托夫指导下工作。这个系统称为“V区”，其中最重要的要算设在奥布宁斯克的新实验室了，那里集中了原子研究的骨干分子。大部分德国科学家工作在莫斯科近郊的综合实验室里，与库尔查托夫的著名实验室为邻。
为了获得大量的铀235，苏联在国内加紧开采。截止1947年，苏联建成32个大综合矿，并进行综合开采，其中大部分在亚洲地带的加盟共和国中。
为了加速铀的加工生产，1946年后，苏联建成5个大型工业综合工厂，其中包括靠近莫斯科的波多尔斯基工厂。它与美国田纳西州橡树岭的反应堆有异曲同工的效果。
1947年初，苏联动手建立3个反应堆，铀同位素将在这里被重新加工为制造核武器的钚。次年，有另外3个反应堆投入使用，至此，苏联已拥有极完备、先进的制造原子弹的工业基地。
这年，苏联在武器方面的重要收获是在发射火箭方面。在十月革命30周年前夕，10月30日，苏联在哈萨克斯坦成功发射了V—2改进型火箭，射程达320公里。苏联的导弹大家族(现己有30个型号)都是在V1、V2火箭的基础上发展起来的。
1948年春天，苏联从13个劳改集中营中抽到了70000人参加了克什提姆工程。整个施工地区居民都被疏散出去，代之以忠诚、可靠的人员及其家属居住，全地区面积2700平方公里，内含8个小型湖泊，湖泊之间彼此相通。核工厂建在隧道里，隧道与一小河相连，从地面望去，只露出一个通气孔。一个湖泊中的存水全被抽干，在湖底距地面30至40米深处，则用水泥、橡胶和铅盖起坚固的建筑物，建成后重新在湖里蓄水。乌拉尔山附近的克什提姆是苏联的一个重要核基地。
夏天，苏联科学家开始能够为制造原子弹分离出钚，而到了1949年春，苏联已掌握了足够的钚用来制造自己的第一颗原子弹。
苏联人原订于1949年6月进行原子弹试爆。为此组合成两枚钚充料的原子弹。他们命名第一颗原子弹为“铁克瓦”，俄语意为“南瓜”。
试验的组织工作是十分严密的。试验选在中亚哈萨克的塞米巴拉金斯克靠近卡劳尔村的“米什克瓦”试验场进行。指挥所设在乌斯特卡迈诺高斯克。试验代号“珀瓦亚—穆尔尼亚”，即“首次闪电”的意思。
苏联第一颗原子弹爆炸成功，打破美国保持4年的核垄断，大大超出了美国的预想。格罗夫斯将军在1945年10月甚至预言，苏联若按“常规的努力”，将要用10年至20年才能造出原子弹。他的主要根据在于：美国集中控制了世界范围的铀。
美国察知苏联进行原子弹试爆的情况是由空军飞机获得的。9月9日，美国空军的一架B29飞机在日本上空飞行时，在操作远距离测试系统时，追踪到从西北太平洋上漂来一片看来很可疑的“云彩”，并成功的取了样。经过分析之后，查明它具有原子弹爆炸时所特有的高度放射性。同时，一位在海军中工作的科学家在对各舰只与各港口收集来的雨水样品作例行分析时发现，在雨水中含有裂变产物——铈—141与钇—91——即代号“约1”的迹象。美国立即通知英国情报机构。
英军派出一架空军飞机，从北爱尔兰的奥尔德格罗夫起飞。该机装有一台特殊的过滤器，在6000多米的高空进行侦察飞行。以后，又连续进行侦察。英国核研究部门经过对核尘的分析，肯定了美国人的判断是正确的。

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