1965—1976年
深入研究時期：突破氫彈原理及第一次地下核試驗試驗現場的物理測試總結

1965—1968年，在突破氫彈原理過程中，賀賢土完成了大量與熱測試物理有關的開拓性研究工作。

在突破氫彈原理過程中，賀賢土是“熱測試物理理論組”的骨干。他的任務是分解氫彈作用過程的重要物理因素，進行理論研究并給出熱試驗時物理測量理論方案和測試量程，然后與實驗研究人員討論確定實驗方案。熱試驗后又與試驗測試人員共同進行測試數據去偽存真的分析討論，最后把確定結果用于改善氫彈總體設計。他負責氫彈爆炸后中子、伽馬光子在彈體中的穿透計算，用內活化等方法研究彈體爆炸聚變、裂變當量，并研究彈體爆炸中的溫度等參數。

賀賢土先后完成了《氫彈爆炸過程中子穿透能譜》和《熱試驗的內活化理論與方法》等內部論文和很多報告。

1966—1969年，賀賢土領導團隊完成了第一次地下試驗核裝置物理設計和氫彈作用過程物理分解研究。

中央決定，自1966年開始，我國核試驗要從高空逐步轉向地下。當時研究所決定由賀賢土組織一個十幾人研究小組進行第一次地下核試驗理論研究。他的任務是研究設計一個爆炸當量2萬噸TNT的核裝置；同時分解研究氫彈作用過程的若干重要物理因素，在地下試驗時進行近區實驗測量。賀賢土多次來往青海、新疆和北京，實地了解情況，并與有關參試單位進行討論。

第一次地下核試驗的核裝置放在從山腳掘進去的平洞深處，要求核爆炸時山不能“冒頂”（掀掉）、不能“放槍”（放射性物質從平洞廊道沖出）、不能“泄亂”（放射性物質從裂縫中出來）（即“三不”要求）。保證這樣的高計算精度在當時困難很大，不僅因為當時計算機速度只有每秒幾萬次水平，需要計算量太大，而且因為那時第一顆原子彈試驗成功時間并不長，對爆炸過程細致物理規律認識、計算所需狀態方程參數校驗以及擁有的總體設計經驗等都很有限。“三不”要求在當時的計算等條件下，給賀賢土帶來了很大的壓力，賀賢土與研究設計人員一起反復討論，分析作用過程的物理規律。經過大量模擬計算，最后終于克服困難完成核裝置理論設計任務。1969年9月的第一次地下核試驗的圓滿成功充分證明了他們設計的精確性。

1967年，第一次大當量氫彈試驗雖然圓滿成功，但氫彈內部復雜的相互作用的重要物理規律仍然需要深入認識。因此，在進行核裝置設計的同時，賀賢土的另一個任務便是組織團隊成員分解研究氫彈反應過程若干重要物理因素，先從理論上研究它們的物理規律，然后與實驗測量團隊討論，安排在第一次地下試驗進行定量測量，以深化對氫彈作用科學規律的認識。此外，第一次地下核試驗還準備了反導作用機理有關問題的熱試驗研究。賀賢土除了安排組內其他成員的研究課題外，他自己負責研究來自一個特殊小孔高溫熱源的X射線輻射，以及X射線作用在物質上產生的熱擊波效應，研究材料的破壞效應和機理。

雖然第一次地下近區內測試時，儀器受到較大干擾，測試數據受到影響，但他們物理分解的理論研究結果在后兩次地下核試驗使用時獲得了令人滿意的結果。在第一次地下核試驗中，賀賢土和他的團隊成員展現了敢于自力更生、勇于開拓創新的精神，為核試驗的成功做出了重要貢獻。

1970年，第一次地下核試驗一年后，賀賢土被派往馬蘭基地，負責了第一次地下核試驗試驗現場的物理測試總結工作。他們實地調查，深入到已經整理過的放核裝置的爆室，深深體會到核爆炸一年后尚存的余威，這一考察為他們總結工作提供了很多感性認識。在此基礎上，賀賢土領導小組進行了第一次地下核試驗后有關測試數據和物理規律的總結。這些工作為此后的多次地下核試驗提供了重要參考。到了第三次地下核試驗時，賀賢土他們已經可以完全控制住干擾，獲得近區測試的很多重要結果了。

至此，賀賢土對地下核試驗的有關問題已積累了豐富經驗，對復雜幾何構形下的地下熱試驗過程中的中子、光子穿透問題建立了不少物理模型，解決了很多實際問題，為試驗人員提供了具體及時的幫助與指導。這些成果對有關試驗具有重要的應用價值。這些研究形成《含球形空穴介質中非定態中子年齡方程和擴散方程解》《圓柱幾何非定態中子年齡方程和擴散方程解》《高能帶電粒子在空氣中傳輸過程及其對靶物的破壞效應》等多篇論文，其中部分論文后來公開發表。

在氫彈和地下試驗的熱測試研究中，賀賢土開拓創新，建立了大量有效的理論模型和定標關系，完成了很多內部報告，為后期熱測試理論研究和應用提供了重要基礎。