Испытания требовали специальной подготовки полигонов с большим количеством контрольно-измерительной аппаратуры для фиксации параметров взрывов и исследований воздействия ЯО на технику, различные сооружения и на биологические объекты. Каждый полигон был очень крупным и сложным военным объектом, требующим постройки, перестройки, постоянного обслуживания, развития, охраны и снабжения. Дополнительные сложности состояли в том, что полигоны размещались в отдалённых и труднодоступных районах вдали от промышленных центров и требовали для себя прокладки дорог, линий связи и электроснабжения. Для исследований воздействия ядерных взрывов различной мощности на разном расстоянии возводились и ставились многочисленные «мишени» ядерных испытаний: дома, укрытия-убежища (защитные сооружения) для людей и техники, объекты военной техники, подопытные животные. В специальных защитных сооружениях монтировалась и настраивалась контрольно-измерительная аппаратура с многочисленными датчиками и приборами. Прокладывались линии связи с контрольной аппаратурой. Часть испытаний проводилась для исследования физических воздействий в разных средах: под землёй, на земле, над водой и под водой, на разных высотах в воздухе, в космосе. Эти испытания требовали разработки и применения специальной измерительной аппаратуры. Испытывались ядерные бомбы, ракеты всех основных классов (включая ПВО и ПРО), торпеды, снаряды и мины, – причём, и с ядерными зарядами, и с их имитаторами. Часть испытаний проводилась для повышения безопасности ядерного оружия, – как технических средств, так и различных систем для обеспечения безопасности. Эта была сложная область исследований и в США, и в СССР (см. [25], с.123). А результаты тщательно засекречивались, хотя повышение безопасности ЯО было в интересах обеих сторон, а выборочная информация об отдельных инцидентах помогла бы обеим сторонам избежать подобных случаев в будущем.
На Новой Земле производились разные испытания ядерного оружия – в том числе подводные взрывы, испытания ядерных торпед, взрывы воздушные, высотные, наземные и подземные. Максимальное количество взорванных ядерных устройств в ходе одного испытания – 8. Испытания (с обычной БЧ) глубинной бомбы «Скальп» проводились на 71-м полигоне ВВС в Крыму: на мелководной акватории – мыс Чауда, на глубоководной – мыс Меганом. Испытания в СССР проводились, кроме Семипалатинского и Новоземельского полигонов, на Тоцком, Аральском полигонах и в нескольких местах России, Казахстана, Туркменистана и Украины.
Имело место испытание двух близко расположенных в штольнях устройств мегатонной мощности, когда одно из них не взорвалось. Пришлось обезвредить и извлечь его в непосредственной близости от места другого взрыва. Причину неисправности установили: её можно изложить известным изречением радиолюбителей: «Чудес не бывает, – бывают плохие контакты!..», – от «извечной» проблемы электроники.
Взрывы в разных средах сопровождались различными эффектами. Воздушный взрыв вызывал мощную ударную волну, – сначала мощную ударную волну вследствие расширения огненного шара плазмы и движения воздуха от центра взрыва. А затем – уже обратное движение воздуха к центру взрыва в область возникшего пониженного давления. «Обратная» ударная волна слабее прямой волны, но она вызывает дополнительные разрушения. Обратное движение воздуха приводит к образованию газопылевого «ядерного гриба» взрыва, причём отражённая от поверхности ударная волна деформирует огненный шар взрыва. В область пониженного давления вместе с воздухом засасывается огромное количество поднятой с земли пыли и мелких предметов, которые заражаются радиацией и падают на землю, или в виде мелких частиц остаются в воздухе. При мощных взрывах этот гриб поднимается на десятки километров от Земли. Особенно много пыли выбрасывается при наземных взрывах. Удар по земле вызывает и сейсмические волны, – более сильные при наземных и подземных взрывах, чем при воздушных взрывах. Подземные взрывы вызывают внутренние уплотнения грунта и его обрушения в образовавшиеся полости с образованием «оспин» (кратеров) – провалов почвы на поверхности земли. При ряде испытаний силой взрыва прорывалась защита шахт и штолен, а газ и почва от взрыва вырывались наружу или происходили провалы и обрушения породы с гор.