פרויקט מנהטן
הטלת פצצות האטום על הירושימה ונגסאקי > הטלת הפצצות

במאי 1945 הוקמה ועדת הביניים (אנ') כדי להמליץ על אופן השימוש באנרגיה גרעינית בזמן המלחמה ואחריה. הוועדה כללה את סטימסון כיושב ראש, את ג'יימס ביירנס, סנאטור אמריקאי לשעבר שיהיה בקרוב מזכיר המדינה, כנציגו האישי של הנשיא הארי טרומן, ובכירי ממשל נוספים. הוועדה הקימה פאנל מדענים שכלל את קומפטון, פרמי, לורנס ואופנהיימר, כדי לייעץ לה בנושאים מדעיים. בהצגת מסקנותיו, הציע הפאנל המדעי את דעתו הן לגבי ההשפעות הפיזיות של הפצצה האטומית והן לגבי האימפקט הצבאי והפוליטי שלה.
בוועידת פוטסדאם, שהתקיימה בגרמניה בין 17 ביולי ל-2 באוגוסט 1945, נודע לטרומן כי ניסוי טריניטי הצליח. הוא אמר לסטלין, מנהיג ברית המועצות, כי לארצות הברית יש אמצעי-על צבאי חדש, בלי למסור פרטים. הייתה זו ההודעה הרשמית הראשונה שהאמריקאים העבירו לסובייטים על הפצצה, אך סטלין כבר ידע עליה ממרגליו. מכיוון שההרשאה להשתמש בפצצה נגד יפן כבר ניתנה, ולאחר שיפן דחתה את הצהרת פוטסדאם, לא נשקלו כלל חלופות אחרות להמשך המערכה נגדם.
ב-6 באוגוסט 1945, המריא משדה צפון שבאי טיניאן המפציץ B-29, שכונה "אנולה גיי", ופצצת האורניום "ילד קטן" בתא ההפצצה שלו. המפציץ היה מטייסת ההפצצה 393, וטייסו היה קולונל פול טיבטס. הירושימה הייתה יעד הפיצוץ הראשון, כשהערים קוקורה ונגסאקי היו חלופות. באישורו של תומאס פארל השלים פרסונס, איש הצוות האחראי על פצצת האטום, את הרכבת הפצצה באוויר כדי למזער את הסיכונים בזמן ההמראה. לאחר שהוטלה, התפוצצה הפצצה בגובה של 530 מטר, ובעוצמת פיצוץ שנאמדה מאוחר יותר כשוות-ערך ל-13 קילוטון TNT. שטח של כ-12 קילומטרים רבועים נהרס. פקידי ממשל יפניים העריכו כי 69% ממבני הירושימה נהרסו כליל ועוד 6-7% ניזוקו. כ-70,000 עד 80,000 איש, שהם כ-30% מאוכלוסיית הירושימה, נהרגו מיד מההדף החזק של הפיצוץ, מהחום העצום, ומהקרינה הרדיואקטיבית החזקה שקרנה בעוצמה רבה בכל אזור פיצוץ. בשל תגובה מושהית של הפיצוץ והשפעות מתמשכות של הקרינה הרדיואקטיבית, עלה בהתמדה מספר הנספים, והוערך בסוף 1945 בכ-100,000. לאחר חמש שנים נאמד מספר ההרוגים מהפצצה בכ-200,000, שכללו גם את המתים ממחלת הסרטן ומהשפעות קטלניות ארוכות טווח נוספות שגרמה פצצת האטום שהוטלה על הירושימה.
בבוקר 9 באוגוסט 1945, המריא מפציץ B-29 שני, שכונה "בוקסקאר" (Bockscar), שהטיס מייג'ור צ'ארלס סוויני (אנ') מטייסת 393, עם פצצת הפלוטוניום "איש שמן". אשוורת' היה איש הצוות האחראי על הפצצה, והעיר קוקורה הייתה היעד. סוויני המריא כשהפצצה מוכנה וחמושה, אך כשמתגי הבטיחות החשמליים במצב חסימה. כשהגיעו לקוקורה הם מצאו עננים שמכסים את העיר ומונעים ראות טובה, המחויבת על פי הפקודות. אחרי שלושה יעפים מעל העיר, וצמצום כמות הדלק, הם פנו למטרה החליפית שנקבעה, נגסאקי. אשוורת' החליט שהפעם ישתמשו במכ"ם אם תיחסם הראות למטרה, אך מעל נגסאקי נפער ברגע האחרון פתח בעננים שאיפשר ראות טובה על פי הפקודות. "איש שמן" הוטלה מעל העמק התעשייתי באמצע המרחק בין מפעל הפלדה של מיצובישי בדרום לבין מפעל התחמושת מיצובישי-אורקמי בצפון. עוצמת הפיצוץ הייתה שוות-ערך ל-21 קילוטון TNT, דומה לזו של ניסוי טריניטי, וגדולה בכ-40% מזו שהוטלה על הירושימה. הפיצוץ הוגבל לעמק אורקמי, כך שעל חלק גדול מהעיר הגנו הגבעות החוצצות. בפיצוץ נהרסו כליל כ-44% ממבני העיר, ונגרם נזק קשה לאזור התעשייה ולכושר הייצור שלה. בפיצוץ נהרגו מיד מההדף, מהחום ומהקרינה כ-40,000 אנשים, רובם עובדי תעשייה, וכ-60,000 נפצעו. בינואר 1946 הוערך שכמות הנספים הגיעה לכ-70,000 איש. לאחר חמש שנים נאמד מספר ההרוגים בנגסאקי בכ-140,000, כולל המתים ממחלת הסרטן, מהרעלת קרינה, ומהשפעות קטלניות ארוכות טווח נוספות של הפצצה.
סך כול מספר הנספים משתי פצצות האטום שהוטלו, האחת על הירושימה והשנייה על נגסאקי, נאמד לאחר חמש שנים מההתקפה בכ-340,000 אנשים.