不同于苏联早期的技术援助，中国的氢弹研发主要靠自主攻关。早在1960年，钱三强就组织了一批年轻科学家秘密探索氢弹理论。1960年代初，于敏也从原子弹研究转向氢弹研究，尽管这意味着要从头再来，但为了国家他义无反顾地加入团队。正是这些科学家在极为困难的条件下，靠手算大量复杂数据、兢兢业业地解决理论难题，使得从第一颗原子弹到第一颗氢弹的时间只用了两年零八个月——这一速度甚至超过了美国当年的进程，成为一段令人振奋的历史。
解决了理论问题，下一步便是把氢弹装配好并制定投放与安全撤离方案。任何核爆都会产生极高温度和强烈冲击波，投弹飞机必须在爆炸前有足够的时间和距离撤离。历史上，美苏在投放核武器时都依赖当时最先进的长程轰炸机，并采取了降低降落速度、加装降落伞、涂装反光涂层等措施以尽量保护飞机与机组人员。中国在1967年仍缺乏自研重型轰炸机，使用的轰-6是对苏联图-16的改造型号，为了承载更重的氢弹并提高生还概率，科研人员对轰-6甲进行了减重、改装，并在弹体上加装降落伞，同时在机身涂装上采用了反光处理，尽量降低爆炸高温对飞机的影响。
试验前的准备也极为细致：1967年6月5日，试验用氢弹在西北某研制基地装配完毕，3天后运往试验场地。军方还派宣传队到试验影响范围内的居民点做安抚与撤离指引，要求民众在试验期间留在家中，以最大限度保护群众安全。所有环节都考虑得周到而严谨。
执行投放任务的是徐克江机组。任务前，领航员孙福长曾对机组坦言：“这枚核弹当量相当于300万到500万吨TNT，你们可能回不来。”话语凝重，气氛沉重。机组成员早已写好遗书，他们清楚任务的危险，但也深知这是为国家承担的责任。6月17日上午7时，徐克江驾驶改装后的轰-6甲从马兰机场起飞，机窗外，地面的人们戴着护目镜注视着飞机消失在云层中。
飞机进入空投区时，第一次投放因紧张失误未能按下投放按钮，氢弹随飞机越过目标。机长果断要求再次投放，第二次氢弹如期脱离机腹。大约在爆炸前那一瞬间，白光如潮般席卷罗布泊，强光刺得人睁不开眼；随之而起的是一朵巨大的蘑菇云，直冲天际，试验宣告成功。爆炸后，连400公里外都能听见回荡的巨大声响，但幸而预案严密、撤离及时，徐克江机组安然无恙，飞机也安全返航。
这一成功不仅是军事力量的跃进：它标志着中国成为世界上第四个掌握氢弹技术的国家，国防能力大幅提升。在国际上，这一事件引起了广泛关注，也使周边国家感到紧张。中国随即发表声明，明确表示发展核武器是为了防御，中国在任何情况下都不会首先使用核武器，旨在向世界传递负责任与克制的信息。
从原子弹到氢弹的突破，是一代代科学家、工程师和执行者共同努力的结果。在没有超级计算机、在极端艰苦条件下，他们靠钢铁般的意志、靠日以继夜的计算与实验，把不可能变为可能。正如后来许多领导人和学者所指出：如果没有“两弹”的成功，就不会有后来中国在国际舞台上的地位，也不会有全国人民在危难时刻挺立的民族脊梁。今天回望那一刻，既是对历史的缅怀，也是对为国家安危献身者的深切敬意。
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