沙皇炸弹（英文：The Tsar Bomba，绰号：Big Ivan/King of Bombs（大伊万）代号：AN-602，俄文：Царь Бомба）是美苏冷战期间苏联所制造的氢弹，总共制造两枚，其中一枚于1961年10月30日在新地岛试爆，另一枚作为研究与备用，它是人类至今所引爆过所有种类的炸弹中，体积、重量和威力上均为最强大的炸弹。

苏联的氢弹研发项目始于20世纪50年代中期。到了1961年7月，赫鲁晓夫下达了正式指令，要求研制沙皇炸弹，这个计划总共制造了两枚氢弹。

沙皇炸弹长8米，弹径2米，弹重约26.5吨，它的爆炸当量本来相当于1.75亿吨的TNT炸药，不过苏联当局忧心试爆后的核子落尘对环境的严重影响，会导致内政难题与外交风波，因此将核弹减半为5000万吨的爆炸威力。尽管被削减了一半的威力，沙皇炸弹的威力依旧是第二次世界大战末期投掷于广岛的“小男孩”原子弹的3846倍。虽然苏联成功完成试爆，沙皇炸弹仍然从未列入现役武器，苏联军方仅想要将沙皇炸弹作为苏联在军力上的象征与展示。

沙皇炸弹这一构想源于赫鲁晓夫在1961年7月的想法。当时，赫鲁晓夫指示科研工程师团队研发一款具有相当于1.75亿吨三硝基甲苯爆炸当量的超级热核装置。然而，在对可能产生的辐射影响有所顾虑后，研发人员将实际设计威力削减至5000万吨TNT当量。尽管如此，该炸弹的实际破坏力仍等同于大约3800枚投掷于广岛的原子弹总和。值得注意的是，其庞大的弹体结构原本是为容纳高达1亿吨级的炸药量而设计的。

在20世纪50年代中期，一组由库尔恰托夫院士指导的物理学家团队着手研发沙皇炸弹这一前所未有的热核装置。该团队囊括了众多杰出科学家，包括但不限于安德烈·萨哈罗夫、维克托·阿达姆斯基、尤里·巴巴耶夫、尤里·特鲁诺夫以及尤里·斯米尔诺夫等核心成员。1955年的上半年，这一团队共同敲定了沙皇炸弹的关键设计参数，具体涵盖了其尺寸、重量配置方案及其内部结构布局图。

在1961年10月30日，苏联在俄罗斯北极圈内的新地岛地区实施了一次空前规模的核试验，引爆了史上威力最为巨大的核武器——沙皇炸弹（Tsar Bomba）。这款重达26.5吨的AN602型氢弹，是人类历史上制造出的最强力武器。最初设计时其爆炸当量预计为100兆吨三硝基甲苯，但由于放射性沉降物对环境和居民区可能产生的严重影响，最终将其威力调整至50兆吨TNT当量。

在当年的大气层试爆中，沙皇炸弹释放出了相当于小男孩原子弹威力3300倍的能量，这相当于广岛与长崎市遭受原子弹袭击总威力的约1400倍。值得注意的是，尽管其破坏力惊人，但这款炸弹并不具备任何实际军事用途，因为它过于笨重，无法通过当时任何飞机有效运载进行洲际打击，更多意义上是作为一种震慑力量存在。

这一创举可以追溯到1961年7月10日的一次会议上，时任苏联领导人赫鲁晓夫与顶级武器设计师安德烈·德米特里耶维奇·萨哈罗夫首次提出了打造此类超级炸弹的构想。起初计划中的炸弹当量设定为100兆吨级别，不过鉴于如此庞大的武器在引爆后可能会给苏联本土尤其是北部有人居住区域带来极其严重的安全风险，因此后来对设计方案进行了重大调整。

由于尼基塔·赫鲁晓夫期望在1961年10月17日至31日召开的苏联共产党第二十二次代表大会期间展示这枚威力巨大的炸弹，沙皇炸弹的研发工作进入了紧张而迅速的推进阶段。由维克多·阿达姆斯基、尤里·巴巴耶夫、尤里·斯米尔诺夫和尤里·特鲁诺夫组成的科研团队面临时间极度紧迫的压力，他们几乎是在与时间赛跑，不得不同时进行组装与设计工作。

沙皇炸弹的实际重量达到了惊人的26.5吨，远超过图-95战略轰炸机正常载荷能力的两倍以上，几乎触及到了飞机的最大承载极限。鉴于其庞大尺寸，研发团队不得不对图-95进行了特别改装，包括拆除原有的炸弹舱门以容纳此巨无霸。

此外，为了确保投放后飞机能安全撤离，还专门定制了一款降落伞，以减缓炸弹下落速度。莫斯科时间11点32分，在新地岛的Mityushikha湾上空约6.5英里（即10.5公里，坐标约为73.85 N, 54.50 E），由安德烈·杜尔诺夫采夫驾驶的图-95战略轰炸机将沙皇炸弹投掷出去，炸弹在大约2.5英里的高度引爆。从投放到爆炸点下降至离地面4000米的高度，总共耗时188秒，恰好为飞行员提供了足够的逃离时间。

弹爆炸瞬间，火球直径迅速扩展至4英里，并且亮光甚至被观测到距离爆炸中心2000多公里外的地方。形成的蘑菇云拔高至约64公里的高度，超过了珠穆朗玛峰海拔的七倍之多。爆炸直接导致岛屿表面地形被彻底改变，岩石熔化。有报告指出，芬兰北部以及挪威的部分地区窗户也因爆炸冲击波受损破裂。

此次爆炸在地面上形成了一个直径390米、深度最大约100米的巨大弹坑，尽管人们普遍认为火山口危险重重，但事实上由于沙皇炸弹在空中引爆，理论上该区域是可安全接近参观的。

最后，这场爆炸产生的蘑菇云直径达到约40公里，高度更是高达64公里，比帝国大厦高出令人震惊的168倍。沙皇炸弹的破坏半径约为40英里或64公里，而在其周围60英里或96公里范围内，遭受了严重破坏。

1962年，新地岛迎来美苏冷战期间最为繁忙的核试验高峰期。当年，美国人近乎疯狂地进行了96次核试验，不甘示弱的苏联则进行了44次，其中32次在新地岛。最终美苏达成了核均势，两国被迫坐到谈判桌前。1963年，美苏英三国在莫斯科签署了《禁止在大气层、外层空间和水下进行核试验条约》。

由尤利·哈里顿领导的一组物理学家设计了沙皇炸弹。该小组还包括安德烈·德米特里耶维奇·萨哈罗夫,维克多·亚当斯基,尤里·巴巴耶夫尤里·斯米尔诺夫和尤里·特鲁特涅夫。

沙皇炸弹是一种三级氢弹，具有特鲁特涅夫-巴巴耶夫第二级和第三级设计。三级氢弹以裂变式原子弹为第一级，压缩热核第二级。爆炸产生的能量被用来压缩更大的热核第三级。有证据表明Tsar Bomba使用了几个第三级。

Tsar Bomba理论上可以产生多达100兆吨的当量，但它会导致危险水平的核沉降物(约占1945年核武器发明以来所有沉降物的25%)。此外，运输机没有足够的时间撤退到安全距离。因此，为了最大限度地减少核沉降，第三级采用了铅棒，而不是-238聚变棒。据推测，第二阶段也使用了这种方法。

铀-238聚变夯棒通过聚变反应产生的快中子使铀原子裂变，从而极大地放大了反应。因为消除了快速裂变，热核聚变占了高达97%的产量。因此，尽管产量巨大，沙皇炸弹实际上并没有产生太多的核辐射。

执行沙皇炸弹试爆任务的飞机是一架特别改装的图-95V战略轰炸机，它驻扎在科拉半岛的基地。这架飞机是专门为进行氢弹空投爆炸试验而设计和改造的。由于沙皇炸弹的体积极为庞大，使得该架图-95V不得不进行重大改动。为了能够承载如此巨大的炸弹，飞机内部的燃油箱和机腹的炸弹舱门被拆除，这是执行挂载沙皇炸弹飞行任务所必需的步骤。这也恰恰是沙皇炸弹无法实际应用于军事作战的主要原因之一。

新地岛，地处俄罗斯北部的北极地区，介于喀拉海和巴伦支海之间，面积8.26万平方千米，气候寒冷，终年积雪。更为重要的是，该岛距其最近的城市都在1000千米以上，是进行大当量核试验的理想场地。

1954年，新地岛核试验场开始建设。次年，苏联生产制造的第一枚核鱼雷在新地岛成功发射爆炸，就此打破了该岛多年的沉寂。整个美苏冷战期间，新地岛核试验场上共进行了130多次核试验，是除了位于哈萨克斯坦的塞米帕拉金斯克核试验场之外，苏联最重要的核试验场，也是美苏核竞赛的主战场之一。

1961年10月30日上午，一架经过特别改装的图-95V战略轰炸机，将重达26吨的“沙皇炸弹”带到试验场上空投下后，以最快的速度飞离投弹地点。11时32分，“沙皇炸弹”在试验场上空爆炸，产生的火球半径达4600米，蘑菇云宽近40千米，高约64千米，相当于珠穆朗玛峰海拔的7倍多。在距离爆炸点155英里（约250公里）的地方可以看到巨大的火球慢慢上升，最大直径达到12英里（约19.3公里）。爆炸发生40秒后，火球到达了约19英里（约30.5公里）的高度，之后开始形成蘑菇云，最大高度达到37-40英里（约59.5-64.3千米），直径56英里（约90.1公里）。

沙皇炸弹”爆炸产生的冲击波扩散达1000千米，连芬兰都有明显震感。在爆炸地点，直径为20千米范围内3米厚的冰层被融化。4000千米外的美国阿拉斯加州的预警雷达和通信系统，中断时间长达20小时。爆炸还将亚欧大陆向南推移了9毫米。

爆炸当时所产生的火球半径达4600米，已超过引爆的高度，所以火球很快地就席卷了地面，并迅速扩散到投掷的高度，在将近1000公里外的地方都可看见。爆炸产生的状云宽近40公里，高约64公里，相当于珠穆朗玛峰平均海拔的7倍多；爆炸产生的热风甚可以让远在170公里以外的人受到3级灼伤，爆炸的闪光能造成220公里以外人的眼睛剧痛与灼伤，甚至造成白内障以及失明。试验区内建筑荡然无存，用于实验的15000头动物全部死亡。

“沙皇炸弹”的引爆是全世界有史以来规模排名第二的大爆炸，其威力是人类历史之最，是美国在广岛市投下原子弹的3000余倍，其爆炸当量达到5800万吨。仅次于导致恐龙灭绝的希克苏鲁伯陨石坑事件。

幸亏“沙皇”仅仅只是试验，并没有列装，这种毁灭性的武器给人来带来的什么好处都不会有，只会有无尽的苦难和毁灭。（新浪军事评）

“沙皇炸弹”最终因为威力太大，无法用于实际的军事用途——无论是在运载系统方面，还是在寻找值得使用的目标方面。核武器在今天的俄罗斯武装部队中仍然有着举足轻重的地位，而且大多数俄罗斯联邦武装力量战斗机都有投放核武器的能力。这部美苏冷战时期的纪录片让人们清醒地认识到这些武器的存在以及他们可怕的破坏力。（中青网评）