Vào giữa thế kỷ XX, sau khi thực hiện quá nhiều vụ thử hạt nhân, nhân loại đã nhận thức được rằng, không được để hành tinh Trái đất trở thành một thao trường thử nghiệm vũ khí hạt nhân. Và 55 năm trước, vào ngày 10 tháng 10 năm 1963, Hiệp ước cấm thử vũ khí hạt nhân trên không, trong vũ trụ và dưới nước đã đi vào hiệu lực. Dưới văn bản Hiệp ước có chữ ký của các cường quốc quân sự hàng đầu thời đó — Liên Xô, Hoa Kỳ và Vương quốc Anh. Nhưng, không phải tất cả các thành viên của câu lạc bộ hạt nhân đã tham gia thỏa thuận này.
Ngày nay, hiện tượng vật lý — vụ nổ hạt nhân — được nghiên cứu về mọi mặt. Đến năm 1963, các bên tham gia cuộc đua hạt nhân trong Chiến tranh Lạnh đã chế tạo và thử nghiệm dưới nước,trên không và trên mặt đất hàng nghìn bom hạt nhân có sức công phá hàng trăm kiloton và hàng chục megatons. Các nhà khoa học và giới quân sự đã nhận được rất nhiều thông tin về các đặc điểm của vũ khí này, biết được điểm mạnh và điểm yếu của nó, và tạo ra những phương tiện bảo vệ khỏi một vụ nổ hoặc tấn công vũ khí hạt nhân. Các vụ thử đó đã cho thấy rõ hậu quả khủng khiếp của vũ khí hạt nhân, và bằng cách này trên thực tế đã ngăn chặn Chiến tranh thế giới thứ ba. Đồng thời đã gây ra thiệt hại nghiêm trọng, nhưng, vẫn có thể khắc phục được.
Nhiều thao trường thử nghiệm hạt nhân cũ không còn là nơi phù hợp để con người cư trú. Ví dụ, đảo san hô Bikini — hòn đảo thiên đường thuộc Quần đảo Marshall. Trong một thời gian dài Lầu Năm Góc đã sử dụng hòn đảo này để thực hiện các vụ nổ hạt nhân và nhiệt hạch. Ví dụ, vào ngày 1 tháng 3 năm 1954, Mỹ đã kích hoạt quả bom hydro mang tên Castle Bravo. Lần đầu tiên Hoa Kỳ đã sử dụng nhiên liệu lithium deuteride cho tầng nhiệt hạch. Theo ước tính, Castle Bravo có công suất phá từ bốn đến tám megaton nhưng thực tế lại nổ tới 15 megaton. Các nhà quan sát tại nơi trú ẩn đã mô tả ảnh hưởng của vụ nổ như một trận động đất mạnh, bởi vì hầm trú ẩn đã "rung chuyển" mạnh. Riêng đám mây hình nấm của nó to hơn đáng kể so với thử nghiệm nhiệt hạch đầu tiên (ngày 1 tháng 11 năm 1952) lên cao 60 km, rộng tới 100 km, cột của đám mây hình nấm cao 7 km. Vụ nổ đã gây ra thiệt hại rất lớn.
Ô nhiễm phóng xạ cũng rất nghiêm trọng. Các nguồn tin tại Hoa Kỳ đã nhấn mạnh, Castle Bravo trở thành vụ nổ bẩn nhất trong toàn bộ lịch sử thử nghiệm hạt nhân của Mỹ. Khu vực dài hơn 550 km và rộng khoảng 100 km đã bị ô nhiễm. Phóng xạ phát tán đã nhanh chóng lan đến lãnh thổ rộng lớn: bảy tiếng rưỡi sau vụ nổ trên đảo san hô Rongerick cách vụ nổ 240 km đã ghi nhận phóng xạ lên mức cao. 28 lính Mỹ đóng quân ở đó đã bị nhiễm phóng xạ nặng và được khẩn cấp đưa đi sơ tán.
Phía Liên Xô cũng góp "phần mình" vào cuộc đua hạt nhân. Tsar Bomba (Bom Sa hoàng), tên hiệu của quả bom khinh khí AN602 với sức công phá 58 megaton được phát triển ở Liên Xô vào những năm 1954-1961, là vũ khí hạt nhân lớn nhất, mạnh nhất mà con người từng cho nổ trong lịch sử. Quả bom - con quái vật cao 8 mét nặng 26,5 tấn — đã được thử nghiệm vào ngày 30 tháng 10 năm 1961 trên thao trường thử nghiệm hạt nhân Sukhoi Nos thuộc quần đảo Novaya Zemlya. Máy bay ném bom chiến lược được sửa đổi đặc biệt Tu-95B đã được dùng để ném quả bom hạt nhân Tsar Bomba từ độ cao 10,5 kilômét và kích hoạt nó ở độ cao 4.200 mét. Chiếc máy bay đã kịp bay xa 40 km, nhưng vẫn bị rung chuyển bởi sóng xung kích.
Các phi công đã tận mắt thấy cảnh khủng khiếp mà trước đây không ai từng thấy. Cột lửa hình nấm lên độ cao gần 70 km vượt ra ngoài tầng bình lưu. Sóng địa chấn ba lần đi vòng quanh thế giới. Sự ion hóa của khí quyển trong khoảng 40 phút gây trở ngại cho liên lạc vô tuyến ở khoảng cách mấy trăm km từ thao trường thử nghiệm. Ánh chớp của vụ nổ có thể được nhìn thấy từ vị trí xa gần 100 km và có thể gây ra bỏng độ III. Vụ thử này đã cho thấy rằng, có thể gia tăng mãi sức công phá của vụ nổ nhiệt hạch. Nói chính xác hơn, cho đến khi bản thân "thao trường" bị phá hủy.
Phía Liên Xô đã đề xuất sáng kiến tổ chức cuộc đàm phán ở Geneva về việc hạn chế các cuộc thử nghiệm có thể hủy diệt cả hành tinh. Ngày 10 tháng 10 năm 1963 hiệp ước quốc tế đầu tiên ấn định quy tắc chế tạo vũ khí hạt nhân đã đi vào hiệu lực. Tuy nhiên, Trung Quốc và Pháp vẫn tiếp tục thử nghiệm vũ khí hạt nhân trên mặt đất (Trung Quốc cho đến năm 1980 và Pháp —đến năm 1974). Còn các quốc gia ký kết thỏa thuận này bắt đầu thực hiện những cuộc thử nghiệm dưới lòng đất.
Khi đó các nhà khoa học đã cho rằng, các cuộc thử nghiệm dưới lòng đất là an toàn hơn cho môi trường. Về nhiều mặt vụ nổ dưới lòng đất rất giống vụ nổ trên không, nhưng, nếu quả bom được kích hoạt dưới lòng đất thì gây thiệt hại nhỏ hơn. Khác với vụ nổ trên không và dưới nước, sóng xung kích của cuộc thử dưới lòng đất tác động đến khu vực với diện tích rất nhỏ, chỉ hạn chế bởi một hố sâu. Sau đó sóng xung kích biến thành sóng nén hoặc sóng địa chấn, đây là yếu tố phá hoại chính. Các cường quốc hạt nhân đã có khả năng thử nghiệm vũ khí hạt nhân trong điều kiện tương đối an toàn đối với bầu khí quyển. Và sức công phá của sóng địa chấn đã được công nhận là cực kỳ hiệu quả trong việc phá hủy các mục tiêu sâu dưới lòng đất.
Chỉ riêng ở Liên Xô gần 500 vụ nổ dưới lòng đất trong các đường hầm và giếng đã được thực hiện trong những năm 1964 —1990. Các cuộc thử nghiệm đã được tổ chức chủ yếu tại thao trường Semipalatinsk và trên quần đảo Novaya Zemlya. Thử nghiệm hạt nhân đã được thực hiện không chỉ cho mục đích quân sự. Các nhà khoa học đã cố gắng sử dụng sức công phá của vũ khí hủy diệt hàng loạt vào mục đích hòa bình — để tăng cường khai thác dầu khí, kim loại, và nhiều lĩnh vực khác. Không có nhu cầu tổ chức những cuộc thử nghiệm trên mặt đất và dưới nước: các chương trình máy tính thực hiện nhiệm vụ này — mô phỏng chính xác các vụ nổ hạt nhân. Và các đầu đạn hạt nhân hiện đang ở trạng thái sẵn sàng khai hoả có tuổi thọ rất dài.
Về mặt pháp lý lệnh cấm hoàn toàn các cuộc thử hạt nhân đã đi vào hiệu lực vào ngày 10 tháng 9 năm 1996. Cho đến nay, chỉ có Ấn Độ, Pakistan và CHDCND Triều Tiên chưa ký vào hiệp ước này. Bắc Triều Tiên là quốc gia cuối cùng quyết định thực hiện cuộc thử hạt nhân. Vào ngày 3 tháng 9 năm 2017, Bình Nhưỡng đã thử bom nhiệt hạch trên bãi thử hạt nhân Punggye-ri. Theo các chuyên gia phương Tây, sức công phá của vụ nổ dao động từ 60 đến 300 kilotons. Vụ thử hạt nhân thứ sáu của Bắc Triều Tiên đã gây ra phản ứng cực kỳ tiêu cực trong cộng đồng quốc tế.
