リトルボーイ
リトルボーイには核爆発を引き起こすための核分裂性物質としてウランが使用されている。ひとくちにウランと言っても、その原子核に含まれる中性子の数が異なる同位体が複数存在する。核兵器や原子炉の核燃料においては核分裂しやすいウラン235を必要とするが、天然に存在するウランは核分裂しにくいウラン238が約99.2 %を占め、ウラン235の割合は約0.7 %程度である。そのため濃縮と呼ばれる工程を経る事で、ウラン全体に対するウラン235の割合(同位体比)を高める必要がある。原子力発電所の原子炉(軽水炉)で用いられる核燃料においてははウラン235は約3 %~4 %程度に濃縮されている一方、その程度では破壊的な核爆発を引き起こすことはできない。そのため核兵器においては90 %以上まで高める必要がある。リトルボーイで必要とされたウラン濃縮においては、ウラン238とウラン235の質量の差を利用したガス拡散法・熱拡散法・電磁濃縮法が利用された。
ガンバレル型の原子爆弾が「どのように設計されたのか」という詳細な情報は長く軍事機密扱いであり、情報公開されていなかった。今日では、ハーバード大学出身で地質学者のフランシス・バーチらが開発に当たったことが判明している。