1956年10月，毛泽东和中共中央、中央军委批准了聂荣臻提出的"自力更生，力争外援和利用资本主义国家已有的科学成果，发展我国核武器、导弹事业"的方针。1958年，我国建成了第一座实验性原子反应堆，原子弹研制工作进展顺利。然而，就在中国研制原子弹进入关键时候，中苏两党由于意识形态方面的分歧引起两国关系的破裂。1959年6月，苏联以与美国、英国举行部分禁止核武器会谈为由，单方面撕毁中苏合作发展核武器的协定。并于次年8月，撤走全部专家，带走了重要图纸资料，停止供应设备材料，给正在进行中的中国核弹研制工作造成了巨大损失和严重困难。
在这紧要关头，中共中央毅然决定：自己动手，从头摸起，准备用8年时间，把原子弹研制出来。毛泽东明确指出："要下决心搞尖端技术，赫鲁晓夫不给我们尖端技术，极好！如果给了，这个帐是很难还的"。
1960年春天，中央军委令陈士榘将军率领中国的第一批特别工程部队进入罗布泊，开始了中国第一个核试验基地的工程建设。同时，中共中央在七、八月召开工作会议，讨论克服面临的严重困难，发展国防科学技术特别是尖端技术的，问题提出要"埋头苦干，发愤图强，自力更生，奋勇前进"，并采取了一系列重大措施：一是加强领导，组织全国各科研、生产部门协作攻关。1962年11月，成立了以周恩来任主任、罗瑞卿任办公室主任、国务院几位副总理及中央军委有关部门领导参加的专门委员会。二是遵照"缩短战线，任务排队，确保重点"的原则；对其它一些尖端武器发展项目，除保留一定的骨干力量继续攻关外，暂缓进行，以集中力量研制原子弹。三是选调技术骨干100名，大中专毕业生6000名，培养充实原子弹研制队伍。中央专委在周恩来领导下，组织各方面的力量大力协同，及时在人力、物力、财力等方面进行调度，卓有成效地组织了全国大协作，解决了研制原子弹中遇到的100多个重大问题，安排了原子弹所需的特殊材料、部件和配套产品2万余项的研制生产，大大加快了原子弹研制的步伐。广大科技工作者在科研和生活条件十分艰苦的环境下，凭着为祖国争光的勇气，克服重重困难，发挥聪明才智，攻克了一道道难关，经过反复试验论证，于1963年3月，提出了研制中国第一颗原子弹理论设计方案。
同时，西北核武器试验场和研制基地建成，为全面突破原子弹技术创造了条件，于是，党中央集中北京和国防科研人员陆续迁往大西北，开始进入研制原子弹的总攻阶段。
在美英苏三国联合遏制中国进行核试验的大背景下，中国的科家家们努力工作，发愤图强，在核武器的研究方面取得了一系列重大的突破。彭桓武、邓稼先、周光召、胡思得、周毓麟、孙清河、李德元、朱建士、秦元勋等科技理论家完成了理论的设计；王淦昌、吴世法、陈能宽、林传骝等进行了爆炸物理试验研究；钱三强、何泽慧、王方定等人进行了中子物理试验研究；惠祝国、祝国梁等进行了引爆控制研究；郭永怀、龙文光等进行了结构设计方面的研究。到1964年夏天，我国终于全面突破了原子弹技术难关，取得了原子弹研究方面的巨大成就。
中国坚定地走自己的路，以实际行动回击少数大国的阴谋。经过广大科技人员奋发图强，进行了千百次试验，1964年6月6日，经过爆轰模拟试验，胜利实现了预先的设想。就在中国的核试验取得重大突破，加快原子弹试验步伐的同时，美国的科罗纳间谍卫星也发现了中国第一颗原子弹爆炸的氦定地点和时间。
8月26日，美国中央情报局向白宫提供了一份秘密情报分析，情报分析中说：
"根据新拍摄的太空照片，我们现在有充分的理由认为，中国一个可疑的设施，是一个能够在两个月内投稿使用的核试验基地。"
根据这一情报，美国国务卿腊斯克发表了一个特别声明："中国将在最近进行一次爆炸试验。"事实证明美国的情报是非常准确的，但是，他们是无法阻挡住中国拥有核试验的步伐。
在完成了试验的必要研究和准备工作后，下一步就是进入核爆炸的最后阶段－－－完成安装，进行实弹爆炸的试验。10月14日，中国的第一颗原子弹被小心翼翼地安装在早已修建好的高达102米的试验铁塔上，塔的顶端有一个纯金属的小屋，中国的第一颗原子弹就被安放在里面。
15日，中共中央下达了代号"投篮"的命令，这个命令代号是根据基地篮球运动员的建议而取的，命令的内容是要把铀和雷管与原子弹的其它部分装配起来。
这些原子弹的关键部件都存放在基地的装备车间，根据命令只有5人进入车间，完成最后的装备任务。到15日午夜，整个原子弹完全装备完毕。为了确保起爆前的绝对安全，安全保卫部门要求基地在装备完成的同时和之后，不准开动任何电力，实行严格控制，不准进行其它任何炸药的安装。
原子弹的爆炸进入了最后的倒计时。铁塔小组撤离了基地的现场，前往23公里久的试验现场控制室。在控制室，第九研究院院长李觉将军将铁塔控制室的钥匙交给了张震寰。14时40分，张震寰按发出口令：
"加电！"
"开机！"
"预热！"
在距起爆还有10秒钟时进入了倒计时，"10、9、8、7……"，当数到"0"时，张震寰一声令下"起爆！"
主操作员韩云梯有力地按下了牵动人心的最后一个按钮。在一段短暂的寂静之后，突然，铁塔那里迸发出强烈的耀眼的闪光，按着升腾起一个巨大的太阳般的火球，冲击波如同飓风般席卷开来，随后，传来了惊天动地的爆炸声。渐渐地，火球与地面冲起的尘柱连成一体，形成了一朵极为壮观的蘑菇云……在我国西北核试验基地首次进行原子弹爆炸试验获得了圆满成功。在指挥室里的张爱萍、刘西尧、张蕴钰等都激动不已。张爱萍要求在场的科学家对他们面前出现的现象作出科学的肯定："这是核爆炸吗？"王淦昌作为了肯定的回答。张爱萍立即接通同北京的电话。下面是电话的记录：
"我是张爱萍，请接刘杰同志。"
在第二机械工业部原子弹试验办公室，刘杰和其他几位领导正焦急地等候消息。
当电话铃响起，接电话的同志紧张得把电话掉在了地上。刘杰把电话拾了起来。
"请报告毛主席和周总理，我们第一颗原子弹已经爆炸成功了！"
"请重复一遍！"
"原子弹确实爆炸成功了，我们已经看到蘑菇云了！"
"我将立即报告"刘杰立即拿起专用电话："我是刘杰，请接周总理。"
这一天，一直等在中南海西花厅办公室的周恩来总理，时刻关注着罗布泊的一举一动。电话铃一响，周总理立即拿起话筒："我是周恩来。"
"张爱萍同志从试验基地打来了电话，报告了我们的原子弹已经爆炸成功，蘑菇云已见到了！"
"好！我将立即报告毛主席。"
接到第一颗原子弹试验爆炸成功的消息时，整个西花厅都活跃起来，周恩来总理兴奋不已，他立即向毛主席作了汇报。
几分钟后，刘杰又接到周恩来总理的电话："毛主席指示我们再一次证实它是否确实是核爆炸，以便使外人相信！"刘杰立即又接通了同罗布泊基地的电话，得到基地的核实报告后。他再一次地向周总理汇报说："我们的第一颗原子弹确确实实爆炸了！"
周恩来得到证实的消息后，一面向毛主席再次作了汇报，一面立即要秘书起草了贺电：
爱萍、西尧同志：消息传来，甚为兴奋，特向你们并通过你们向全体参加这一试验工作的同志们，致以热烈的祝贺。
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