1950年6月25日朝鮮戰爭爆發，美國政府不顧中國人民的警告，一度將戰火燒到了鴨綠江邊，為了抗美援朝，保家衛國，中國人民志願軍雄赳赳，氣昂昂跨過鴨綠江，同朝鮮人民軍一起將美軍打到了三八線以南地區。
但是在抗美援朝戰爭期間，美國人多次對中國進行核訛詐，給中國造成了很大的威脅。為了打破美國的核訛詐，從50年代開始，中國也著手進行核武器的研製工作，並獲得了蘇聯的相關技術支援。1956年11月16日，第三機械工業部成立，具體組織領導全國核工業的設計和發展工作，1958年2月11日，第三機械工作部又改名為第二機械工業部，部長為宋任窮上將。
1957年，二機部下面成立了一個核武器局，對外稱九局，局長是原西藏軍區副司令員兼參謀長李覺少將，主要負責原子彈基地的選址以及核武器工廠的建設任務。1958年5月22日，擔任駐防大連的第三兵團參謀長張蘊鈺，經陳賡大將推薦，擔任中國首任核試驗基地司令員，開始主持建設共和國核試驗基地的重任。
與此同時，大批的科學家們也在緊張地忙碌著，王淦昌，鄧稼先，鄧稼先等一大批優秀的科學家紮根在西北大漠，為第一顆原子彈的設計工作努力著。一直到1964年7月，中國第一顆原子彈的總裝終於開始。
為了保證試驗的順利進行，做好原子彈試驗的保衛保密工作，解放軍總政治部，國防科委，公安部抽調精幹力量，組成了21號任務保衛保密工作，在國防科委辦公樓辦公。保衛保密小組的組長是政治部保衛部部長蔡順禮中將。
1964年7月，中國第一顆原子彈在221廠組裝成功。其實，我國為首次核試驗一共準備了2枚原子彈。其中596—1是正式產品，596—2是備用彈。為安全起見，221廠的工程師們嚴格按照規定將原子彈分拆成兩部分，一部分用火車運送，另一部分由飛機運輸。原子彈的關鍵核心部件——鈾球和點火中子源，就是以空運方式先期運送的，這兩個部件從青海西寧搭乘經過改裝的伊爾-14運輸機飛往新疆馬蘭機場，在馬蘭機場解除安裝後直接裝上直升機，運往羅布泊核試驗場區。
原子彈中沒有核爆炸裝置的部分則透過火車運輸的方式走陸路，由於路途遙遠，這部分的運輸任務更加複雜。當時運輸原子彈的火車是從德國進口的帶保溫裝置的專列，有20多節車廂，原子彈的各個部件都被放在各個車廂裡。
這輛火車的司機也是當時中國最優秀的司機，這列火車的從使用的100多噸煤炭也都是由工人們用篩子曬過的，防止混入雷管或者是其他任何爆炸物，之後這些煤炭都由保衛部門派人統一看管，防止有人做手腳。
從甘肅到新疆的鐵路線上，也就是原子彈的運輸路線上，沿途各檢查站檢查這趟火車的工人都發了一把特殊的銅錘，以防止敲擊檢查時產生火花，所有行進火車都要為這趟列車讓路，同時，這條線路線上的所有高壓輸電線都切斷電力供應，以避免靜電引起意外事故，也就是說，當時西北的大部分地區都要停電。
在這輛列車裝上裝置出發之前，所有的鐵路人員和安全工作人員都對可能發生的事故進行過多次演練。就連搬運原子彈部件的箱子，蘭州軍區都打造了一批，然後放上石頭，戰士們花幾個月的時間進行模擬搬運，儘可能做到輕拿輕放，不損壞部件。
1964年9月28日，由九院副院長吳際霖帶隊，第一顆原子彈和相關的試驗儀器裝置與九院參試人員一起，開始裝車。為了保障絕對安全，蘭州軍區派一個警衛團把守在這裡，公安幹警和摩托車隊進行24小時不間斷的巡邏，就是負責搬運任務的人員，也都是經過政治審查，背景清白的人員。
在火車出發的前一天，沿途就已經站上了警戒計程車兵，鐵道沿線每隔25米就設有一名崗哨，還有一些部隊進行不間斷的巡邏，大批民兵負責外圍的警戒巡邏任務。在這次任務中，光正規軍部隊就動員了3萬多人。
火車開始之後，火車始終保持在50公里每小時的時速勻速行駛，帶隊的九院副院長吳際霖同列車司機一直保持著聯絡，以便命令列車以較低的速度前進，減小震動。天氣預報部門也不斷地向九院副院長吳際霖彙報行駛路段的天氣狀況，以免發生意外。在列車行駛的整個路線上，各地區公安局，鐵路局的領導都時刻待命，隨時準備處理突發狀況。
經過漫長的行駛，列車終於停靠到了往羅布泊的那條200餘公里秘密軍用鐵路線上的一個火車站。在原子彈爆炸之前，核試驗基地司令員張蘊鈺派部隊對基地周圍進行巡邏和排查，防止有人闖入這個地區。
1964年10月16日14時50分，首次核試驗委員會成員兼試驗部部長張震寰在主控站發出啟動引爆程式命令，14時59分40秒，主控站操作人員按下了啟動電鈕。數秒鐘後，一個巨大的火球騰空而起，七分鐘後，一朵極為壯觀的蘑菇雲上升到7000米到8000米的高空中。
14時59分，擔負穿雲取樣任務的機組組長郭洪禮大喊一聲：“上。”隨後大家迅速從距離飛機十米多地方的隱蔽大坑裡跳出來，衝上飛機。飛機升空之後，立刻被原子彈爆炸產生的氣浪震得抖動。
機組進行的第一次穿雲取樣並沒有成功，儀器上的紅燈並沒有亮，也就是說收集的劑量不夠。郭洪禮又率領機組人員第二次飛入蘑菇雲中，這次檢測器上的紅燈亮了，他這才駕駛飛機飛了出去，降落在了吐魯番機場。飛機剛落地，防化兵就開始對機組人員和飛機進行檢測，機組人員被送到醫院進行全面檢查。
