1961. október 30-án reggel a szovjet légierő egy speciálisan átalakított Tupoljev Tu-95 V típusjelzésű nehézbombázója emelkedett a magasba. A teljes fordulatszámon pörgő négy, egyenként 15 ezer lóerős Kuznyecov gázturbinás hajtómű hangos morajlása messzire visszhangzott, ahogy a „Medve" egyre jobban gyorsulva végigdübörgött a futópálya betonján.
A hófehér fényvisszaverő védőfestést kapott gép hasa furcsán kidudorodott a bombakamrából félig kilógó AN602-es szupertitkos kísérleti termonukleáris fegyver, a világközvélemény által később csak Cár-bombaként megismert, rettenetes erejű pusztító eszköz miatt.
A Tu-95 halálos terhével egyre magasabbra kapaszkodott,
és a titkos repülési terv szerint, az északi-sarkkörön túli Novaja Zemlja sziget nyugati partvidéke felé tartott.
A bombázó fedélzetén, miután a Tu-95 elérte a 10 500 méteres bevetési magasságot, illetve a bombavetés végrehajtására előzetesen kijelölt körzetet, a személyzet vastag fekete védőszemüveget vett fel, majd a bombavető tiszt a kapott parancs szerint kioldotta a 8 méter hosszú, 2 méter széles és 27 tonnát nyomó robbanószerkezetet, amely a kipattanó fékernyőn lógva hangtalanul süllyedt a föld felé.
Előzetesen modellezték ugyan a robbanás várható hatását, azt azonban senki sem tudhatta pontosan, hogy milyen következménye lesz az 50 megatonnás termonukleáris eszköz felrobbanásának.
Ekkora energiát még sohasem szabadított el az ember.
Miután a bombázótiszt elvégezte az AN602 élesítését, és elfordította a kioldószerkezet elektromos kapcsolóját, a gép éles fordulót vett, majd maximális hajtómű-teljesítménnyel igyekezett minél távolabb kerülni a hamarosan bekövetkező termonukleáris robbanás epicentrumától. A pilóták homlokán hideg verejtékcseppek ütköztek ki, amint fél szemmel a stoppert figyelve halálos versenyfutásba kezdtek az idővel.
A szovjet politikai és katonai vezetést valósággal sokkolta, amikor az Egyesült Államok, a Szovjetuniót megelőzve, 1952. november 1-én a csendes-óceáni Marshall-szigeteken felrobbantotta a 10,4 megatonna erejű Ivy Mike kódnevű termonukleáris bombáját.
Az Ivy Mike robbanószerkezetében egy hagyományos fissziós bomba indította be a cseppfolyós deutérium magfúzióját. (A fissziós fegyverekben az atommag hasadása, míg a termonukleáris eszközökben az atommagok, egész pontosan két hidrogénatom héliumatommá egyesülése, fúziója szabadítja fel a nukleáris energiát.)
Az amerikai termonukleáris bomba megalkotásában a magyar származású Teller Ede játszott kulcsszerepet,
akit a „hidrogénbomba atyjaként" emlegettek a kortársak. Az Egyesült Államokba kivándorolt, rendkívül tehetséges fizikus George Gamow professzorral együtt dolgozta ki 1938-ban a termonukleáris fúzió elméletét.
1941. december 7-e, a Pearl Harbor ellen végrehajtott japán támadás után az Egyesült Államok is belépett a második világháborúba. A náci Németországban Werner Heisenberg Nobel-díjas magfizikus vezetésével folytatott titkos, katonai célú atomkutatások miatt Albert Einstein és Szilárd Leó 1939-ben figyelmeztető levelet írt Roosevelt elnöknek.
Amerika hadba lépése és a háborús események eszkalálódása miatt az elnök jóváhagyásával 1942-ben életre hívták a Manhattan-terv elnevezésű projektet az atombomba előállítására. Teller a Manhattan projektben vezető szerepet játszó Enrico Fermi olasz származású Nobel-díjas atomfizikus professzor munkatársa lett a Chicagói Egyetemen.
Fermi konstruálta meg az első működőképes atomreaktort, amelyben Teller Ede is közreműködött.
Fermi beszélt először kollégájának a magfúzión alapuló fegyver lehetőségéről.
A magyar származású tudós ekkortól kezdett el intenzíven foglalkozni a hidrogénbomba elméletével, és így vált a második világháború után az amerikai termonukleáris fegyver megalkotásán dolgozó tudóscsoport meghatározó alakjává.
A Szovjetunióban Amerikához képest csak némi fáziskéséssel kezdődtek el az atomenergia felszabadítását és hasznosítását célzó kutatások,
amelynek Igor Vasziljevics Kurcsatov akadémikus, orosz magfizikus lett a vezetője.
Kurcsatov professzor még a leningrádi (ma Szentpétervár) Műszaki Fizikai Intézetben kezdett el behatóbban foglalkozni a radioaktivitás, majd a maghasadás kérdéseivel, és 1940-ig több publikációja is megjelent az uránhasadásról.
A szovjet kormány utasítására
az Állami Honvédelmi Bizottság 1943-ban külön kutatócsoportot hozott létre Kurcsatov vezetésével az atombomba előállítására,
azonban a háborús évek alatt az oroszok már nem tudták ledolgozni az amerikaiakkal szemben fennálló hátrányukat.
Az Egyesült Államokban 1945. július 16-án hajtották végre a világtörténelem első sikeres kísérleti atombomba-robbantását, amelyet augusztus 6-án Hirosima, majd augusztus 9-én a Nagaszaki ellen végrehajtott atomtámadások követtek.
A Szovjetunióban Kurcsatov és öt vezető munkatársa 1946. december 24-re építették meg az első működő atomreaktort, és nem egészen három évvel később, 1949. augusztus 29-én a Szovjetunió is végrehatotta az első sikeres kísérleti atomrobbantását.
A két atomnagyhatalom között a hidegháború egyre hisztérikusabb légkörében folyt tovább a versenyfutás az atombombánál is lényegesen nagyobb pusztítóerővel rendelkező termonukleáris fegyver kifejlesztéséért,
amelyben ismét az Egyesült Államok szerezte meg az elsőséget,
a Marshall-szigeteki Eniwetok-atollon 1952. november 1-jén végrehajtott kísérleti robbantással.
A Szovjetunióban 1953. augusztus 12-én robbantották fel az első, 400 kilotonna erejű hidrogénbombát.
Az 1950-es évek közepétől mindkét nagyhatalom katonai fejlesztő intézeteiben az egyre nagyobb erejű termonukleáris fegyverek előállításán dolgoztak.
A szovjet politikai vezetés, személy szerint Nyikita Szergejevics Hruscsov, az SZKP (Szovjetunió Kommunista Pártja) első titkárának utasítására a Nyizsnij-Novgorodi területen fekvő, és a szovjet időkben a külvilágtól hermetikusan elszigetelt Arzamasz-16 zárt városban fogtak hozzá minden idők legnagyobb erejű hidrogénbombájának létrehozásához.
Az Iván kódnevet kapott termonukleáris eszköz kifejlesztésén a leghíresebb szovjet atomtudósok, így többek között Jurij Boriszovics Hariton, Viktor Adamszkij, Jurij Babajev,
valamint a szovjetrendszerrel később szembeforduló és emiatt meghurcolt Andrej Szaharov dolgoztak.
.
A bestia hatóerejét eredetileg 100 megatonnára tervezték,
ám ettől még a fejlesztők és a katonai vezetők is megriadtak. Ezért az eredetileg tervezett felére, 50 megatonnára „korlátozták le" minden idők legnagyobb hidrogénbombájának erejét.
Az AN602, később Cár-bombaként emlegetett eszköz 1959-re készült el, ám a javuló nemzetközi légkörben a szovjet vezetés egyelőre lefújta a tesztrobbantást. Ez a kegyelmi állapot azonban nem tartott sokáig. Az U-2 amerikai kémrepülő 1960 május elsejei szovjet légtérhatárt sértő incidense, majd a rákövetkező évben a kelet-berlini válság miatt ismét alaposan lehűlt a nemzetközi klíma.
Hruscsov ezért 1961. június 10-én kiadta az utasítást a kísérleti robbantás végrehajtására,
meghagyva, hogy arra a Szovjetunió Kommunista Pártja XXII. kongresszusának ideje alatt kerüljön sor. A Cár-bomba felrobbantásának elsősorban nem is katonai, hanem inkább politikai célja volt; bebizonyítani az „imperialistáknak" a szovjet nukleáris fegyverkezési fölényt.
A Cár-bomba – miután kioldották – az önmagában is 800 kilogrammot nyomó fékezőernyőn függve lassan és vészjóslóan ereszkedett alá a ragyogó napsütésben.
A detonátort a légnyomásváltozás aktivizálta,
és a szerkezet úgy lett beállítva, hogy 4000 méteres magasságban indítsa be a termonukleáris fúzió létrehozásához szükséges fizikai körülményeket biztosító atombombát.
1961. október 30-án helyi idő szerint 11 óra 32 perckor egy másik nap kelt fel Novaja Zemlja felett.
A robbanás nyomán hatalmas, vakító tűzgömb keletkezett, amely elérte a földfelszínt, és csak hajszálon múlott, hogy nem nyelte el a bombát kioldó és teljes sebességgel távolodó Tu-95 gépet. A brutális fényhatást még ezer kilométerrel távolabb, Finnországban is észlelték.
A fúziós bomba akkora forróságot generált, hogy a viharos gyorsasággal terjedő hőhullám még az epicentrumtól száz kilométerre is harmadfokú égési sérüléseket okozott volna.
A robbanás nyomán kiteljesedő gombafelhő 64 kilométeres magasságba, egészen a mezoszféráig hatolt.
A légköri robbanások keltette szeizmikus hullám háromszor kerülte meg a földet.
Sem előtte, sem pedig ez után még sohasem szabadítottak el akkora energiát, mint amennyi a Cár-bomba robbanásakor keletkezett. A bomba felrobbanásakor 39 nanoszekundum (3,9•10−8 másodperc) alatt 2,1•1017 joule energia szabadult fel, ami 5,3•1024 watt teljesítményt jelent, és ez a Nap által ugyanennyi idő alatt kisugárzott energia kereken egy százalékának felel meg.
Az 50 megatonnás Cár-bomba erejét azóta sem sikerült felülmúlni. Összehasonlításként, a legerősebb amerikai hidrogénbomba, amelyet felrobbantottak, a Castle Bravo hatóereje 15,5 megatonnát tett ki.
Az 1960-as évektől a nukleáris fegyverarzenál fejlesztésében mindkét oldalon a hordozóeszközök sebessége és navigációs pontossága lett az első számú prioritás, a megalomán nukleáris fegyvereket ezért végleg nyugdíjazták.