Испытание и принятие на вооружение модернизированного образца ПРТБ автомобильного типа. Испытание и принятие на вооружение ПРТБ самолетного типа на базе Ан-12.
Контрольно-серийные испытания образцов ЯО — бомб и специальных боевых частей ракет. Работы по оснащению ядерным оружием истребительно-бомбардировочной авиации. Участие в организации и создании средств по осуществлению систематического контроля за радиоактивной зараженностью атмосферы ядерными взрывами иностранных государств при полетах самолетов Дальней авиации. Военно-транспортной и фронтовой авиации, а также авиации ПВО. 1961 г. Летные испытания по отработке баллистики, автоматики ядерной бомбы и способов их применения с самолета Бе-12ск и вертолета Ка-25.
Государственные испытания атомной бомбы с одновременным испытанием самолета-носителя ее Су-7Б и принятие их на вооружение.
Участие в отработке и испытаниях ядерных боевых частей для системы авиационного ракетного вооружения на базе самолета Ту-16.
Организация и проведение полетов трех отрядов самолетов Ту-16. Ту-95 и ЗМ Дальней авиации в условиях воздушных ядерных испытаний 20, 22 сентября 1961 г. и 2 октября 1961 г.
Разработка методики проведения 2–3-х ядерных испытаний в одном полете звена самолетов-носителей при бомбометании вне опытного полигона с обеспечением измерений основных параметров ядерных взрывов самолетными средствами. Проведено 44 воздушных ядерных испытаний: на УП-2–23 при бомбометании с самолетов-носителей Ту-16 и Ил-28: на полигоне о-ва Новая Земля — 21 с самолетов-носителей Ту-16 и Ту-95.
30 октября 1961 г. на полигоне о-ва Новая Земля испытана супербомба с самолета-носителя Ту-95 при мощности взрыва 50 Мт — самый мощный взрыв за всю историю проведения испытаний ЯО в СССР. Командир экипажа Дурновиев А.Е… штурман Клеш И. Н. В строю с самолетом Ту-95 выполнял полет самолет Ту-16 (дублер; измерительная лаборатория). Командир экипажа Мартыненко В.Ф.
В связи с выводом из строя аппаратуры опытного поля в испытаниях 30 октября 1961 г. завершающие испытания восьми изделий программы 1961 г. были проведены с выполнением бомбометания вне опытного поля с обеспечением измерений самолетными средствами. 1962 г. Разработка технического задания на оборудование летающей лаборатории на основе самолета Ту-124 для обеспечения измерений при ядерных испытаниях вне опытных полей полигонов.
Организация и проведение тренировочных полетов четырех отрядов самолетов-носителей Ту-16. Ту-95 и ЗМ Дальней авиации по отработке навыков полетов в ночных условиях при применении ядерного оружия в испытаниях 20. 22. 25 и 27 августа 1962 г. С августа по декабрь 1962 г. проведено 59 воздушных ядерных испытаний: на УП-2–24 при бомбометании с самолетов-носителей Ту-16„Ил-28 и Су-7Б.; на полигоне о-ва Новая Земля — 35 с мощностью взрывов до десятков мегатонн при бомбометании с самолетов-носителей Ту-16„Ту-95 и ЗМ. 15 и 16 сентября 1962 г. проведены войсковые учения двумя полками Ту-16 Дальней авиации при бомбометании штатными экипажами с самолетов-носителей серийного производства термоядерными бомбами из войскового запаса. Одиннадцать воздушных ядерных испытаний в завершение программы 1962 г. проведены за восемь дней при бомбометании по условным целям вне опытного поля полигона о-ва Новая Земля по методике, отработанной в 1961 г. В связи с введением «моратория на ядерные испытания в трех средах закончилась многолетняя эпопея воздушных ядерных испытаний. 1963–1972 гг. Научно-техническое сопровождение разработок и испытания: ядерных авиационных бомб для авиации ВВС и ВМФ; специальных ядерных боевых частей для авиационных ракетных комплексов; самолетов-носителей ЯО; подвижных средств ШРТБ) различных типов; контрольно-стендовой аппаратуры для эксплуатации ядерных боеприпасов. Разработка документации для эксплуатируюших ЯО подразделений и инструкций экипажам по применению ЯО. Учеба специалистов ВВС по эксплуатации ЯО. Проведение полетов по отбору проб радиоактивных продуктов из атмосферы самолетными средствами при подземных ядерных испытаниях.
Участие в проведении контроля за ядерными взрывами иностранными государствами с помощью аппаратуры, установленной на самолетах различных ведомств.
1972 г. Полигон был реорганизован в 10 Управление при 8 ГНИИ ВВС с дислокацией в р-не г. Ахтубинска.