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用飞机直接穿插云取样，是诊断、测量核爆炸的重要手段。核爆炸２分钟后，郭洪礼机组驾驶取样飞机从开屏机场起飞。他们看到远处的蘑菇云像火球卷着黄土一样，慢慢地向上翻滚。
郭洪礼说，我们共五个人，李传森是副驾驶。我们驾驶的是苏联制造的伊尔－１２飞机，机舱不密封，飞机进入蘑菇云后，会不会被烧化？蘑菇云从戈壁滩上卷起的沙砾和石头，会不会损伤飞行发动机？在强烈的气浪颠簸中，飞机会不会折断翅膀？蘑菇云中的核沾染及光辐射，会不会使飞行人员失去操纵能力？谁心里都没有数。原子弹一爆炸，我们一上飞机就加大油门，因为飞机小，有点儿晃，右边的副驾驶是老机长，老中队长，他就提醒说，注意保持好速度。一上升爬高的时候就看到云了，刚开始我看的有点儿发红，不那么黑，像黄土一样拱来拱去，有一个大火球。我问他们，你们看到没有？我们就拼命争取高度，一转过来之后云就很高了。开始是背着它飞，转过来之后准备穿越，就对着它。我们对着它的时候云就有点变化了，从红到黑有点儿变化的过程了。最后我们穿的时候呢，就有点儿白。因为这个蘑菇云从边上穿不行，太少了不够，我说那就从中间穿过去。领航员说保持好方向，我和李传森两个人保持好了飞机速度。和平时的穿云不太一样，平时穿云算个啥，老飞行员了，但蘑菇云和一般的云又不太一样。一到那里，短时间座舱里边一下全变黑了，灰灰的，外边瞅也瞅不清楚。好在这个时间很短，几秒钟就过去了，因为飞机速度很大。当时好像有点儿进了灰尘一样，因为咱这飞机不是密封的。飞机有些颠簸，很快就穿了出去。穿过去后我们感觉还是很正常的，后面的防化兵小高跑上来了，说机长剂量不够。当时我听到说剂量不够，就有点着急。剂量不够就等于没完成任务，我说再来一圈。因为这个方案我们在地面没有很好的准备，这是临时确定的。不行再来一圈，必须达到标准，不达到我们怎么回去？我操纵飞机也很急，马上转过去。因为那个飞是很快的，飞机速度很大，坡度很大，转了个小圈又通过一次，出去后，他说够了够了。
当天，美国设在世界各地的１３个情报观测站中，有１１个捕捉到了核爆炸所释放的电磁脉冲。美国原子能委员会对收集到的放射性尘埃分析后，意外地发现中国原子弹的核材料不是情报机构长期认定的钚，而是铀－２３５。而当他们知道这颗原子弹采用了一种先进的引爆技术时，更是惊讶不已。
核爆炸产生的冲击波、光辐射、早期核辐射、放射性沾染和核电磁脉冲等５种因素，对人员和目标有杀伤破坏作用。冲击波等前４种因素，主要发生在爆炸后１分钟以内，属于瞬时杀伤破坏因素；只要采取距离防护（离开杀伤破坏半径）和屏蔽防护等有效措施，试验场区及附近地区的人或物等目标就可以免受其害。但是，放射性沾染作用的时间长，散布范围广，也能对人员、生物和生态环境造成一定的危害。中央专委在９月２３日召开会议时，周恩来部署核试验工作时讲的第二个问题就是放射性沾染。试验场对爆炸零时的选择，就考虑到了尽量减少放射性微尘对下风方向地区带来的危害，除了严格控制试验气象条件外，把爆炸时间选在下午３时，就是考虑到放射性微尘飘移到场区下风敦煌地区时，恰是深夜，可以避免人员、牲畜直接与放射性微尘接触。此外，国防科委还会同总参气象局、防化学兵部、空军、卫生部、二机部等单位商定，首次核试验放射性微尘的监测工作，以地面沉降测量和空气中飞机取样测量两种方法进行，分别由卫生部工业卫生局和空军负责。原子弹爆炸后不久，周总理指示刘杰立即注意研究这个问题。
陆祖荫说，试验后的第二天，我就带着样品飞到北京，送交北京的有关单位进行分析。过了两天，八一厂拍摄核试验的影片送到了北京，但还只是原始素材，还没来得及剪辑，也没有配音。有天深夜，有人把我和一位参谋找到八一厂，告诉我们，说等一下总理要看，要我们作解释。后来总理走进放映厅，和我们一一握手，说辛苦了。我陪总理坐下，电影很快开始了，由于没有剪辑，东一段西一段，又凌乱又没有次序。每当我们介绍一个新镜头时，总理都会插话，看出来他对整个试验的布局和主要内容都十分清楚。
刘杰说，试验了之后，总理说是他要看这个试验的结果，就把前方的电影片调来放映，我陪着总理看。那时候没到前方去，在看这个片子的当中，那个时候还没有解说啊，就只有一个人在旁边口头解说。爆破光线很强烈，有些片子被光线烧焦了，一段出来画面，一段又没有了。爆炸的情景，地面破坏的情况，铁路弯曲了，坦克、大炮，炮头都弯了，实验的动物，什么狗啊马啊猴子啊等等。同时也看到了在地下室掩蔽的情况，一个猴子在这里边，桌子上有一个保温瓶，在爆炸的一刹那，那个保温瓶动了一下子。猴子也跳起来了。片子放完了，总理最后说，我们胜利了。所以，我就说平生最大的教育，就是搞原子弹这一段。历史的经验就是历史的精华，我们在那么困难的情况下面，在一定程度上把力量集中起来，成为局部的优势来突破它，这就是毛主席的战略决策啊。
宋炳寰说，原子弹爆炸成功后，由于放射性微尘飘移到下风方向居民区要有一段时间，监测站的监测人员侦察测量、化验分析放射性微尘要有一个过程和时间，我们１７７办公室在１０月１７日２０时才收到２０号办公室传来的有关监测站对下风方向地区放射性微尘监测数据的电话报告。１７日晚，刘杰部长看过电话报告的监测数据后，立即要我坐车接来了军事医学科学院徐海超研究员，同他一起研究讨论监测数据。徐海超是军事医学科学院研究射线防护问题的专家，看了监测数据后，他认为被监测的地区中，有的地方空气中放射性微尘的浓度已不容乐观，需要赶快采取严格的防护措施。
刘杰说，徐教授来了一看，一分析，他就提出来了，说敦煌附近这一带可以说是辐射得比较严重，放射性严重。就是喝的水是不能用的，大家都要戴上口罩，做各种预防，所以，这个问题也是比较严重的。再进一步推论，兰州以西河流的水不要饮用，这一带的蔬菜吃的时候也都要洗净。他一说这种情况，这问题就相当严重了。我说这个赶快报告主席，赶快报告总理。我说总理啊，和教授研究的结果，这个核沾染问题是相当严重，这样一来的话，究竟会怎么样，引起什么样的反响，问题看来比较严重。总理说马上来，这时已经到了凌晨３点钟了。这个教授和我一起就到了总理办公室，我说请教授给总理汇报，徐教授呢就一五一十把这个问题的严重性向总理汇报了。他说，国家规定的工作场所空气中放射性强度标准是１×１０的负１２次方居里／升。现在敦煌有的地区问题还是比较严重的。当时，究竟怎么办，我看总理踌躇了相当一会，然后问教授，你这些数据，你现在推断的可靠性怎么样？徐教授说，根据我过去从事研究工作这样一个推断，我是这样的看法。总理感到问题重大，但他很冷静，�