Le site a été choisi en 1947 par Lavrentiy Beria, responsable politique du projet de bombe atomique soviétique (Beria a faussement affirmé que la vaste steppe de 18 000 km2 était « inhabitée »). La main-d’œuvre du Goulag a été employée pour construire les installations d’essai primitives, y compris le complexe de laboratoire dans le coin nord-est sur la rive sud de la rivière Irtych. Le premier essai de bombe soviétique, l’opération First Lightning (surnommée Joe One par les Américains) a été menée en 1949 depuis une tour du site d’essai de Semipalatinsk, dispersant les retombées sur les villages voisins (que Beria avait négligé d’évacuer). La même zone (« le champ expérimental », une région située à 64 km à l’ouest de la ville de Kourtchatov) a été utilisée pour plus de 100 essais d’armes aériennes ultérieurs.
Les tests ultérieurs ont été déplacés vers le complexe de la rivière Chagan et à proximité de Balapan, à l’est de la STS (y compris le site de l’essai Chagan, qui a formé le lac Chagan). Une fois les tests atmosphériques interdits, les tests ont été transférés dans des sites souterrains à Chagan, Murzhik (à l’ouest) et au complexe de la montagne Degelen au sud, qui est criblé de forages et de dérives pour des tests sous-critiques et supercritiques. Après la fermeture du camp de travail de Semipalatinsk, les tâches de construction ont été effectuées par le 217e Bataillon séparé du Génie et des Mines (qui a ensuite construit le Cosmodrome de Baïkonour). Entre 1949 et la cessation des essais atomiques en 1989, 456 explosions ont été menées au STS, dont 340 tirs souterrains (forage et tunnel) et 116 tirs atmosphériques (largage aérien ou tirs de tour). Le complexe de laboratoire, toujours le centre administratif et scientifique de la STS, a été renommé Ville de Kourtchatov en l’honneur d’Igor Kourtchatov, chef du programme nucléaire soviétique initial. L’emplacement de la ville de Kurchatov a été généralement indiqué sur diversdes cartes comme « Konechnaya » (le nom de la gare; maintenant Degelen) ou « Moldary » (le nom du village qui a ensuite été incorporé à la ville).
Le complexe de Semipalatinsk présentait un intérêt aigu pour les gouvernements étrangers pendant son fonctionnement, en particulier pendant la phase où des explosions étaient effectuées au-dessus du sol sur le champ expérimental. Plusieurs survols d’U-2 ont examiné les préparatifs et les effets des armes, avant d’être remplacés par des reconnaissances par satellite. L’Agence de renseignement de la défense américaine aurait été convaincue que les Soviétiques avaient construit une énorme station d’armes à faisceau dans une petite station de recherche située sur le site d’essai. Cette station de recherche plus petite, connue du Ministère de la Défense sous le nom de PNUTS (Possible Site d’Essais Nucléaires Souterrains) et de la CIA sous le nom d’URDF-3 (Unidentified Research and Development Facility-3) était d’un grand intérêt pour les observateurs américains. Après la chute de l’Union soviétique en 1991, il a été découvert que le mystérieux URDF-3 était chargé de rechercher une fusée thermique nucléaire similaire à la NERVA des États-Unis.
Le site a été officiellement fermé par le Président de la République Socialiste soviétique kazakhe, Noursoultan Nazarbaïev, le 29 août 1991.
Légatmodifier
L’Union soviétique a effectué ses derniers tests en 1989. Après l’effondrement de l’Union soviétique en 1991, le site a été négligé. Des matières fissiles étaient laissées dans des tunnels de montagne et des trous de forage, pratiquement sans surveillance et vulnérables aux charognards, aux États voyous ou aux terroristes potentiels. Le nettoyage secret de Semipalatinsk a été rendu public dans les années 2010.
Après certains des tests, des matières radioactives sont restées sur la zone aujourd’hui abandonnée, y compris des quantités importantes de plutonium. Le risque que des matières tombent entre les mains de charognards ou de terroristes était considéré comme l’une des plus grandes menaces à la sécurité nucléaire depuis l’effondrement de l’Union soviétique. L’opération visant à résoudre le problème consistait, en partie, à couler du béton spécial dans des trous d’essai pour lier le plutonium résiduel. Dans d’autres cas, les trous d’essai horizontaux étaient scellés et les entrées recouvertes. Enfin, en octobre 2012, des scientifiques et ingénieurs nucléaires kazakhs, russes et américains ont célébré l’achèvement d’une opération secrète de 17 ans et de 150 millions de dollars visant à sécuriser le plutonium dans les tunnels des montagnes.
De grandes parties de la STS se sont ouvertes depuis 2014, et l’activité économique a repris : principalement l’exploitation minière, mais aussi l’agriculture et le tourisme. Comme dans d’autres zones touchées par la radioactivité, l’absence d’interférence humaine a fait du STS un refuge pour la faune.