Советские физики-ядерщики Академии наук СССР под руководством Игоря Васильевича Курчатова начали работы по конструированию самого мощного ядерного оружия осенью 1954 года. Через 7 лет была создана трехступенчатая термоядерная авиационная бомба АН602. В ее конструкции ядерный заряд первой ступени мощностью 1,5 мегатонн должен был запустить термоядерную реакцию второй ступени мощностью 50 мегатонн. Вторая ступень должна были инициировать ядерную реакцию третьей ступени с расчетной мощностью 50 мегатонн. Таким образом общая расчетная мощность бомбы была огромной и не заявленной нигде в мире до этого момента — 101,5 мегатонн тротилового эквивалента.
Так как взрыв такой мощной бомбы мог вызвать чрезвычайно высокий уровень радиационного загрязнения, разработчики оружия решили заменить ядерные компоненты, которые должны были вступить в реакцию на третьей ступени. Таким образом расчетная мощность бомбы составила 51,5 мегатонн. Для сравнения, самой мощной ядерной бомбой, испытанной американскими военными, стала термоядерная бомба мощностью 15 мегатонн.
Подготовка к испытаниям оружия на этом не закончилась. Бомба имела весьма внушительные габариты: вес — 26,5 т, длина — 8 м, диаметр — 2 м. Именно поэтому нужно было разработать и воплотить в жизнь значительные изменения в конструкции самолета для транспортировки и сброса бомбы. В результате был переоборудован советский бомбардировщик-ракетоносец Ту-95, ставший впоследствии одним из символов холодной войны.
В 1959 году прошли удачные испытания усовершенствованного Ту-95В со сбросом макета новой бомбы. Реальные испытания были отложены по политическим мотивам, так как Никита Хрущев как раз собирался в США. С новым витком холодной войны 17 октября 1961 года на очередном съезде коммунистической партии Хрущев объявил о предстоящих испытаниях.
30 октября 1961 года на Новую Землю вылетели Ту-95В с атомной бомбой на борту и сопровождающий самолет-лаборатория. По достижению места испытания с высоты 10,5 км «Царь-бомба» была сброшена со специальной парашютной системой весом почти 1 т, которая позволила самолетам отлететь на более безопасное расстояние от эпицентра взрыва. Взрыв произошел на высоте 4,2 км над уровнем моря. Реальная взрывная мощностью устройства составила от 57 до 58 мегатонн, что превысило расчетную.
В результате взрыва потенциальная зона поражения могла достичь более 100 км от эпицентра, ударная волна несколько раз обогнула Землю, звуковая волна была слышна на расстоянии около 800 км от эпицентра, а огненный шар диаметром 4,6 км достиг земли и оставил после себя кратер. Кроме того, в эпицентре взрыва произошло землетрясение мощностью более 5 баллов по шкале Рихтера.
После испытаний в СМИ бомба получила название «Царь-бомба», а название «Кузькина мать» она также получила от журналистов, связавших ядерные испытания с известным высказыванием Хрущева, использовавшего это идиоматическое выражение в качестве иронической угрозы в адрес враждебно настроенных стран. Примечательно, что один из создателей бомбы Андрей Дмитриевич Сахаров после испытаний выступил против применения ядерного оружия. За свою правозащитную деятельность он был лишен всех советских наград, но в 1975 году получил Нобелевскую премию мира.
