在完成了首枚装定当量等效五万吨TNT的原子弹弹头之后，已经有了经验的核工业部门立马开始了第二枚原子弹弹头的生产工作，以免第一枚弹头没能成功试爆。另外，新建成的海水放射性元素提取工厂也已经开始进行氢氦锂放射性同位素的提纯，预计在1951年的国庆节之前将要试爆新中国在这个时代自主生产的第一枚氢弹。
这枚被称为“邱小姐”的原子弹在辽宁省被生产出来之后，在被运往罗布泊核试验基地之前，先被送到北京让中央军委参观。
“原来这个原子弹，就是这么小一个炸弹？”朱总司令看到“邱小姐”之后颇为惊讶，中央军委的其他委员也很吃惊。
他们都是看过苏联方面提供的原子弹的照片的，他们的原子弹有一辆小轿车那么大，足足有好几吨的重量。而眼前的这枚圆锥形核弹头大约能塞进一辆汽车的后座进行运输，重量据称也就一百多公斤。
“是的，苏联和美国制造的，与其说是核弹头，不如说是一种核爆炸装置，我们生产的这个是可以装到导弹上打出去的弹头，自然会小很多了。”担任解说顾问的是火箭军的潘岩。
“那我们之后会生产出来的氢弹和其他核武器，都是这样的大小吗？”主席好奇地问道。
“对，大部分弹头就是这个分量，不过也有更大一些的战略弹头，我们暂时还没有生产那一类弹头的计划。”
让中央军委参观完并进行影像记录之后，这枚核弹头才终于被空运送往在罗布泊某处建立起来不久的核试验基地中保存。原本党中央是不打算继续拿本土上的某地区作为和实验基地的，不过在太平洋或者其他地区进行核试验一来不怎么安全，二来成本较高，因此这几次有限的核试验依旧选用罗布泊。
试爆工作有整个四月份作为准备阶段，勘探组利用计算机算出了最佳的试爆地点，以避开罗布泊中星罗棋布的古文明遗迹。工程队在搭建好实验基地的同时在核爆中心点周围修建了模拟建筑和传感器，每一次核试验都是珍贵的数据采集机会，实地爆炸实验是超级计算机模拟实验不能完全取代的。
在空爆、地面爆炸和地下爆炸三种试爆形式中，5011工程项目组选择了最保险的地面爆炸。工程队在标定的爆炸点修建了一座和596工程试爆时一模一样铁塔，作为对过去历史的致敬。
中央军委另外要求解放军全军上下的一部分指战员在五月一日当天到试爆现场观摩，另外有解放军部队会利用本次机会进行实弹军演。
苏联方面也得到了我党的邀请，派出一个小规模的代表团来到罗布泊进行参观，由于新中国在此之前就已经在实战中使用过更先进、威力更大的核武器，因此这次原子弹试爆并不作为重要的新闻进行宣传，而是作为具有重要历史意义的纪念事件进行记录。党中央原本也考虑要不要让全世界都知道这次核试验，不过经过讨论之后一致认为并无必要。
于是，在1951年5月1日的这一天上午，已经提前来到罗布泊实验基地的周总理、朱总司令准备在试爆场地外的观察所进行实地参观，同行的还有苏联的小规模代表团和记者、解放军指战员、参与5011工程的科研技术人员。中央广播电视总台向全国进行了直播，辽宁省和省外群众有不少人坐在电视机和收音机前静心等待。
毛主席要在北京参与劳动节活动并进行节日演讲，因此没有亲自来到罗布泊的现场，不过他也会看到现场的实时转播。
随着既定的试爆时间越来越近，在罗布泊实验基地的5011工程组成员们越来越紧张，邓稼先等在工程中全程参与学习的核物理学家们尤其期待。
“气象保障部门报告，试爆地点温度、湿度适宜，预计可以在原定时间进行试爆工作。”
“区域管控部门报告，试爆地点周围危险区内已经进行红外和雷达观测，确认没有未撤离人员，可以进行试爆工作。”
“安全防卫部门报告，试爆场周围地区及领空无可疑目标，设备防电磁脉冲防辐射工作已经完成。”
在九点钟的时候，参与试爆工作的各个部门纷纷开始向指挥中心汇报工作，一组维护人员乘坐直升机到安装弹头的高塔上进行最后的检修工作。距离预定试爆时间还有半小时的时候，所有人都撤出了被划定的危险区。
周总理和朱总司令在安全区观察所的碉堡内，在工作人员的帮助下穿戴了整套的防护服，并带上墨镜防止核爆闪光伤害眼睛。参与核爆后军事演习的解放军部队也开始进行最后的准备工作，穿戴防护设备并启动坦克和军车。
北京时间上午九点五十九分，试爆指挥中心的一间控制室中，一群身穿白大褂的技术人员开始进行最后的倒数。本次试爆为了保证成功使用多种引爆方式并行，既有电线操控也有无线电遥控。
“十、九、八......”
听到广播中的倒计时后，现场的所有人都捏了一把汗，虽然这次核试验的准备工作已经做到了极致，但谁也不知道会不会有哪个步骤出错，这毕竟是在很短的时间内完成的一枚核弹头。
“......四、三、两、幺，起爆！”
一道白色的闪光刹那间爆发出来，紧接着在明亮的核火球照耀之下，周围的一切都忽然变得暗淡，蓝色的天空在镜头下被染得漆黑。冲击波和爆炸的巨响在几十秒钟之后才传到观察所，让人们脚下的地面微微颤动起来。