XX ғасырдың екінші жартысында ұлы державалардың арасындағы әскери қайшылықтар екі мемлекетті жаппай қарулануға әкеліп атом бомбасының пайда болуына себепкер болды. Кезіндегі КСРО-ның термоядролық қаруларды және атом бомбаларын құрастыру, сынау негізінен Семей полигонында жүргізілді.
1949 жылдан 1989 жылдар аралығында Семей полигонында жер асты, жер үсті және ауадағы күрделі 450-ден астам атом және термоядролық қарулар сыналды. Осы жарылыстар жоғары радиациялық күші бар зардаптар әкелді.
Ядролық зерттеу полигонын құру туралы шешім КСРО Министрлер Кеңесінің және КОКП Орталық комитетімен 1947 жылы 21 тамызда қабылданды. Полигон «Оқу полигоны» деп ауызша аталды, әскери бөлім шифры — 52605. Полигонның қалыптасуы Москва облысының Звенигород қаласында басталды. Алғашқы әскери бөлімдер мен жеке бөлімшелер 1947 жылғы 1 маусымнан бастап Павлодар облысының Майский ауданының Молдары поселкесіне қоныс аудара бастады. Полигон Қазақстан Республикасының Семей, Павлодар, Қарағанды облыстарының аумақтарында орналасқан. Жалпы ауданы — 18500 шаршы шақырым, периметрі — 600 км-ге жуық. Аталған облыстардың үлесіне 54%, 39%, және 37% полигон аумағы тиіс келеді. Полигон сынақтарына дайындық жұмыстары 1949 жылғы шілде айында аяқталды. Сол жылдың 29 тамыз айында КСРО-да алғаш ядролық құрылғының сынағы өткізілді. Сынаққа тікелей ғылыми жетекшілікті И.В. Курчатов атқарды. 1953 жылғы 12 тамызда полигонда алғаш термоядролық құрылғы, 1955 жылы 22 қарашада – сутегі бомбасы сыналды. Ядролық сынақтар ядролық жарылыс құрылғылары және қарулардың үлгілерін сынау мақсатында өткізілді. Кейіннен халықшаруашылық мақсатта өткізілді. Бұл Қазақстанның ядролық сынақтардың басталуы болатын және ол 40 жылдан астам уақытқа жалғасты. 1963 жылы КСРО, АҚШ, Ұлыбритания өзара келісімге қол қойды, онда ауада, жер бетінде, су астында жарылыс сынақтарын жасамауға келісімге келді. Осы уақыттан бастап сынақ теқ қана жер астында жургізуге рұқсат берілді.
Семей сынақ полигонында жүргізілген сынақтар әскери технология мен қаруды сынақтан өткізуден басқа да мақсаттарда жүргізілді. Атом қаруын сынақтан өткізуді келесідей бөлуге болады:
— ядролық қаруды құрастыру және оны дамыту;
— апатты жағдайларды және режимдерді зерттеу;
— ядролық жарылыстардың әсер ететін факторларын зерттеу;
— фундаментальді және әдістемелік зерттеулер;
— бейбіт мақсаттағы тұрмыстық ядролық жарылыстар;
— бейбіт мақсаттағы өндірістік зарядтарды өңдеу.
Семей сынақ полигонында ядролық сынақтар өткізу кезеңінде 456 жарылыс жасалынды. Оның ішінде атмосферада (1949-1962 жж.) 118 ядролық жарылыс, 2 жер асты жарылысын қоса алғанда. 116 жарылыстың ішінде 86 жарылыс ауада және 30-ы жер үсті жарылыстары болды. Соның ішінде 1949 жылғы 29 тамыздағы (бірінші ядролық сынақ), 1951 жылғы 24 қыркүйектегі және 1953 жылғы 12 тамыздағы (бірінші термоядролық жарылыс) жарылыстар радиоактивті ластанудың негізгілері болып табылады. 1951 жылы 18 қазанда атом бомбасының заряды, 1955 жылы 29 қарашада сутегі бомбасы сынақтан өткізілді.
Жер асты ядролық жарылыстары Семей сынақ полигонының 3 алаңында жүргізілді:
— Дегелең таулы массиві (штольняда);
— Балапан алаңы (мұнарада);
— Сарыөзен және Мұржұқ алаңы (мұнарада).
Жер асты ядролық жарылыстары тік мұнарада және көлденең штольняда да жүргізілді.
1961 жылдан 1991 жылдар аралығында 163 штольняда 295 жер асты жарылыстары жүргізілді. Соның нәтижесінде кішкентай алаңдарда радиоактивті заттардың көп мөлшерде жинақталуына әкеп соғады. Ол қоршаған ортаға үлкен қауіп төндіреді. Радиоактивті заттар жарылыс болған жерден бетондармен қоршалған. Бірақ зерттеулер көрсеткендей 30 штольняда саңылаулар табылған. Олар радиоактивті ластаудың ең жоғарғы көрсеткішін көрсетті. 1965 жылы 15 қаңтарда 1004 (“Шаған”) мұнарасында және 1965 жылы 14 қазанда 1003 мұнарасында жүргізілген жер асты жарылыстары полигон территориясынан тыс жердегі қоршаған ортаны ластады.
Зерттеулер көрсеткендей сынақтарды жүргізу кезінде радиациялық жағдайдың қалыптасуына радиоактивті заттардың (100-150 шақырым) ластануы құрайды. Сондықтан Семей сынақ полигонындағы ядролық қарудың сыналуын екі кезеңге бөлуге болады:
— бірінші кезең 1949 – 1962 жылдар аралығындағы атмосферадағы ядролық жарылыстарын жүргізу;
— екінші кезең 1962 – 1989 жылдар аралығындағы жер асты жарылыстарын жүргізу.
Кейінгі кезде Семей сынақ полигонында жүргізілген ядролық сынақтардың параметрлері туралы мәлімет беретін ғылыми баспалар шыға бастады. Ядролық сынақтардың және атмосфераға таралған радионуклидтердің мөлшері туралы жалпы мәлімет 1 кестеде берілген.