沙皇炸彈（英文：The Tsar Bomba，綽號：Big Ivan/King of Bombs（大伊萬）代號：AN-602，俄文：Царь Бомба）是美蘇冷戰期間蘇聯所制造的氫彈，總共制造兩枚，其中一枚于1961年10月30日在蘇聯新地島試爆，另一枚作為研究與備用，它是人類至今所引爆過所有種類的炸彈中，體積、重量和威力上均為最強大的炸彈。
蘇聯氫彈研制工作從1954年啟動，1961年7月赫魯曉夫正式下達沙皇炸彈的研制計劃，這個計劃總共制造了兩枚氫彈。
沙皇炸彈長8米，彈徑2.1米，彈重約27噸，初始設計爆炸當量相當于1.7億噸的三硝基甲苯炸藥，不過蘇聯當局憂心試爆后的核落塵對環境的嚴重影響，會導致內政難題與外交風波，因此將該氫彈爆炸當量減少為5000萬噸。盡管被削減了一半的威力，沙皇炸彈的威力依舊是第二次世界大戰末期投擲于廣島的“小男孩”原子彈的3846倍。雖然蘇聯成功完成試爆，沙皇炸彈仍然從未列入現役武器，蘇聯軍方僅想要將沙皇炸彈作為蘇聯在軍力上的象征與展示。
發展歷程
研發背景
沙皇炸彈這一構想源于赫魯曉夫在1961年7月的想法。當時，赫魯曉夫指示科研工程師團隊研發一款具有相當于1.75億噸三硝基甲苯爆炸當量的超級熱核裝置。然而，在對可能產生的輻射影響有所顧慮后，研發人員將實際設計威力削減至5000萬噸TNT當量。盡管如此，該炸彈的實際破壞力仍等同于大約3800枚投擲于廣島的原子彈總和。爆炸當量相當于第二次世界大戰中使用的爆炸物總和的10倍。值得注意的是，其龐大的彈體結構原本是為容納高達1億噸級的炸藥量而設計的。
研發過程
在20世紀50年代中期，一組由庫爾恰托夫院士指導的物理學家團隊著手研發沙皇炸彈這一前所未有的熱核裝置。該團隊囊括了眾多杰出科學家，包括但不限于安德烈·薩哈羅夫、維克托·阿達姆斯基、尤里·巴巴耶夫、尤里·特魯諾夫以及尤里·斯米爾諾夫等核心成員。1955年的上半年，這一團隊共同敲定了沙皇炸彈的關鍵設計參數，具體涵蓋了其尺寸、重量配置方案及其內部結構布局圖。
在1961年10月30日，蘇聯在俄羅斯北極圈內的新地島地區實施了一次空前規模的核試驗，引爆了史上威力最為巨大的核武器——沙皇炸彈（Tsar Bomba）。這款重達26.5噸的AN602型氫彈，是人類歷史上制造出的最強力武器。最初設計時其爆炸當量預計為100兆噸三硝基甲苯，但由于放射性沉降物對環境和居民區可能產生的嚴重影響，最終將其威力調整至50兆噸TNT當量。
在當年的大氣層試爆中，沙皇炸彈釋放出了相當于小男孩原子彈威力3300倍的能量，這相當于廣島與長崎市遭受原子彈襲擊總威力的約1400倍。值得注意的是，盡管其破壞力驚人，但這款炸彈并不具備任何實際軍事用途，因為它過于笨重，無法通過當時任何飛機有效運載進行洲際打擊，更多意義上是作為一種震懾力量存在。
這一創舉可以追溯到1961年7月10日的一次會議上，時任蘇聯領導人赫魯曉夫與頂級武器設計師安德烈·德米特里耶維奇·薩哈羅夫首次提出了打造此類超級炸彈的構想。起初計劃中的炸彈當量設定為100兆噸級別，不過鑒于如此龐大的武器在引爆后可能會給蘇聯本土尤其是北部有人居住區域帶來極其嚴重的安全風險，因此后來對設計方案進行了重大調整。
由于尼基塔·赫魯曉夫期望在1961年10月17日至31日召開的蘇聯共產黨第二十二次代表大會期間展示這枚威力巨大的炸彈，沙皇炸彈的研發工作進入了緊張而迅速的推進階段。由維克多·阿達姆斯基、尤里·巴巴耶夫、尤里·斯米爾諾夫和尤里·特魯諾夫組成的科研團隊面臨時間極度緊迫的壓力，他們幾乎是在與時間賽跑，不得不同時進行組裝與設計工作。
沙皇炸彈的實際重量達到了驚人的26.5噸，遠超過圖-95戰略轟炸機正常載荷能力的兩倍以上，幾乎觸及到了飛機的最大承載極限。鑒于其龐大尺寸，研發團隊不得不對圖-95進行了特別改裝，包括拆除原有的炸彈艙門以容納此巨無霸。
此外，為了確保投放后飛機能安全撤離，還專門定制了一款降落傘，以減緩炸彈下落速度。莫斯科時間11點32分，在新地島的Mityushikha灣上空約6.5英里（即10.5公里，炸點坐標: 北緯73.85°，東經54.50°），由安德烈·杜爾諾夫采夫駕駛的圖-95戰略轟炸機將沙皇炸彈投擲出去，炸彈在大約2.5英里的高度引爆。從投放到爆炸點下降至離地面4000米的高度，總共耗時188秒，恰好為飛行員提供了足夠的逃離時間。
彈爆炸瞬間，火球半徑達4600米，并且亮光甚至被觀測到距離爆炸中心2000多公里外的地方。形成的蘑菇云寬近40千米，高約64千米，超過了珠穆朗瑪峰海拔的七倍之多。爆炸直接導致島嶼表面地形被徹底改變，巖石熔化。有報告指出，芬蘭北部以及挪威的部分地區窗戶因爆炸沖擊波受損破裂；爆炸的沖擊波在引爆點正下方高壓達每平方英寸300磅（壓力等同于210920.86千克/平方米），并向外擴展近100千米的范圍。
此次爆炸在地面上形成了一個直徑390米、深度最大約100米的巨大彈坑，盡管人們普遍認為火山口危險重重，但事實上由于沙皇炸彈在空中引爆，理論上該區域是可安全接近參觀的。
最后，這場爆炸產生的蘑菇云直徑達到約40公里，高度更是高達64公里，比帝國大廈高出令人震驚的168倍。沙皇炸彈的破壞半徑約為40英里或64公里，而在其周圍60英里或96公里范圍內，遭受了嚴重破壞。
后續結果
1962年，新地島迎來美蘇冷戰期間最為繁忙的核試驗高峰期。當年，美國人近乎瘋狂地進行了96次核試驗，不甘示弱的蘇聯則進行了44次，其中32次在新地島。最終美蘇達成了核均勢，兩國被迫坐到談判桌前。1963年，美蘇英三國在莫斯科簽署了《禁止在大氣層、外層空間和水下進行核試驗條約》。
基本設計
設計
由尤利·哈里頓領導的一組物理學家設計了沙皇炸彈。該小組還包括安德烈·德米特里耶維奇·薩哈羅夫,維克多·亞當斯基,尤里·巴巴耶夫尤里·斯米爾諾夫和尤里·特魯特涅夫。
沙皇炸彈是一種三級氫彈，具有特魯特涅夫-巴巴耶夫第二級和第三級設計。三級氫彈以裂變式原子彈為第一級，壓縮熱核第二級。爆炸產生的能量被用來壓縮更大的熱核第三級。有證據表明Tsar Bomba使用了幾個第三級。
Tsar Bomba理論上可以產生多達100兆噸的當量，但它會導致危險水平的核沉降物(約占1945年核武器發明以來所有沉降物的25%)。此外，運輸機沒有足夠的時間撤退到安全距離。因此，為了最大限度地減少核沉降，第三級采用了鉛棒，而不是-238聚變棒。據推測，第二階段也使用了這種方法。
鈾-238聚變夯棒通過聚變反應產生的快中子使鈾原子裂變，從而極大地放大了反應。因為消除了快速裂變，熱核聚變占了高達97%的產量。因此，盡管產量巨大，沙皇炸彈實際上并沒有產生太多的核輻射。
運載工具
執行沙皇炸彈試爆任務的飛機是一架特別改裝的圖-95V轟炸機，它駐扎在科拉半島的基地。這架飛機是專門為進行氫彈空投爆炸試驗而設計和改造的。由于沙皇炸彈的體積極為龐大，使得該架圖-95V不得不進行重大改動。為了能夠承載如此巨大的炸彈，飛機內部的燃油箱和機腹的炸彈艙門被拆除，這是執行掛載沙皇炸彈飛行任務所必需的步驟。這也恰恰是沙皇炸彈無法實際應用于軍事作戰的主要原因之一。
性能參數
試驗實錄
試驗場地
新地島，地處俄羅斯北部的北極地區，介于喀拉海和巴倫支海之間，面積8.26萬平方千米，氣候寒冷，終年積雪。更為重要的是，該島距其最近的城市都在1000千米以上，是進行大當量核試驗的理想場地。
1954年，新地島核試驗場開始建設。次年，蘇聯生產制造的第一枚核魚雷在新地島成功發射爆炸，就此打破了該島多年的沉寂。整個美蘇冷戰期間，新地島核試驗場上共進行了130多次核試驗，是除了位于哈薩克斯坦的塞米帕拉金斯克核試驗場之外，蘇聯最重要的核試驗場，也是美蘇核競賽的主戰場之一。
試驗過程
1961年10月30日上午，一架經過特別改裝的圖-95V戰略轟炸機，將重達26噸的“沙皇炸彈”帶到試驗場上空投下后，以最快的速度飛離投彈地點。11時32分，“沙皇炸彈”在試驗場上空爆炸，產生的火球半徑達4600米，蘑菇云寬近40千米，高約64千米，相當于珠穆朗瑪峰海拔的7倍多。在距離爆炸點155英里（約250公里）的地方可以看到巨大的火球慢慢上升，最大直徑達到12英里（約19.3公里）。爆炸發生40秒后，火球到達了約19英里（約30.5公里）的高度，之后開始形成蘑菇云，最大高度達到37-40英里（約59.5-64.3千米），直徑56英里（約90.1公里）。
試驗結果
經測定，“沙皇炸彈”爆炸產生的沖擊波擴散達1000千米，連芬蘭都有明顯震感。在爆炸地點，直徑為20千米范圍內3米厚的冰層被融化。4000千米外的美國阿拉斯加州的預警雷達和通信系統，中斷時間長達20小時。此次爆炸導致亞歐大陸向南推移了9毫米，并引發了里氏5.25級人工地震，該地震發生于1961年10月30日。
爆炸當時所產生的火球半徑達4600米，已超過引爆的高度，所以火球很快地就席卷了地面，并迅速擴散到投擲的高度，在將近1000公里外的地方都可看見。爆炸產生的蕈[xùn]狀云寬近40公里，高約64公里，相當于珠穆朗瑪峰平均海拔的7倍多；爆炸產生的熱風甚可以讓遠在51千米以外的人受到3級灼傷，爆炸的閃光能造成220公里以外人的眼睛劇痛與灼傷，甚至造成白內障以及失明。試驗區內建筑蕩然無存，用于實驗的15000頭動物全部死亡。
影響力
“沙皇炸彈”的引爆是全世界有史以來規模排名第二的大爆炸，其威力是人類歷史之最，是美國在廣島市投下核航彈的3000余倍，其爆炸當量達到5000萬噸。僅次于導致恐龍滅絕的希克蘇魯伯隕石坑事件。
總體評價
幸虧“沙皇”僅僅只是試驗，并沒有列裝，這種毀滅性的武器給人來帶來的什么好處都不會有，只會有無盡的苦難和毀滅。（新浪軍事評）
“沙皇炸彈”最終因為威力太大，無法用于實際的軍事用途——無論是在運載系統方面，還是在尋找值得使用的目標方面。核武器在今天的俄羅斯武裝部隊中仍然有著舉足輕重的地位，而且大多數俄羅斯聯邦武裝力量戰斗機都有投放核武器的能力。這部美蘇冷戰時期的紀錄片讓人們清醒地認識到這些武器的存在以及他們可怕的破壞力。（中青網評）
參考資料 >
起底歷史上威力最大炸彈:爆炸讓亞歐大陸漂移9毫米.新浪網.2023-12-26
俄媒曝光圖-95B參與試驗人類史上最強核彈現場.m.toutiao.com.2022-06-15
美軍全力升級的新式核彈 當量不及蘇聯“大伊萬”的千分之一 快看.m.toutiao.com.2022-06-15
人類史上最大威力核彈試爆畫面曝光！火球直徑近20公里，從1000公里外都能看到.中國青年網.2023-12-26
ИВАН (ЦАРЬ БОМБА).www.airwar.ru.2023-12-26
The Tsar Bomba (“ King of Bombs” ).nuclearweaponarchive.org.2025-10-24
史上最強核武器“沙皇炸彈”復制品展出(組圖).環球國際.2023-12-26
Tsar Bomba, the Largest Atomic Bomb in History./ratheramazing.2023-12-26
“沙皇炸彈”引爆地.光明網.2023-12-26
Tsar Bomba.nuclearmuseum.2024-01-01
Tupolev Tu-95 (Bear).militaryfactory.2023-12-26