“小男孩”原子弹：摧毁广岛三分之二地区的核武器
“小男孩”原子弹是人类历史上第一颗原子弹，也是第一枚被用于战争的核武器。1945年8月6日，美国向日本广岛投下了这颗原子弹，其爆炸威力相当于1.5万吨TNT炸药。
这场爆炸摧毁了广岛三分之二的地区，并立即造成近7万人死亡。核辐射的长期影响导致死亡人数持续上升，并在5年内至少达到20万人。
美国发射“小男孩”原子弹是导致日本在二战中投降的决定性因素。日本在原子弹爆炸一周后接受无条件投降，并于同年9月初签署投降书，以正式结束战争。
尽管又生产了5枚“小男孩”原子弹，但这些原子弹均未被用在任何后续的军事行动当中。投向广岛的原子弹是历史上仅有的两枚用于战争的原子弹之一；另一枚则是在同一周内投向日本长崎的“胖子”原子弹。
历史背景
首次成功的核裂变研究始于德国。1938年12月，德国科学家奥托·哈恩和弗里茨·施特拉斯曼发现了核裂变的过程，即用中子（原子核中的中性亚原子粒子）轰击铀原子时发生的现象。
轰击过程将铀原子核分裂成几乎相等的两半，产生一种较轻的同位素，并释放出大量能量。分裂过程中还会产生一些自由中子，并引发连锁反应，最终导致大规模的爆炸。
这项研究的成果迅速传到美国，并引起了广泛的关注。1939年，一群美国科学家（其中许多人是来自欧洲国家的难民）试图建立一个旨在开发用于军事目的的核裂变项目。
这些科学家们成功说服了阿尔伯特·爱因斯坦的加入，并且利用他的影响力说服时任美国总统的富兰克林·罗斯福支持该项目。在1940年初，美国政府批准了该计划，并为之拨款6000美元。
1941年12月，该项目由美国政府科学研究与发展办公室监管。
在美国参与第二次世界大战后，美国陆军部被赋予参与该项目的责任。1942年9月，莱斯利·理查德·格罗夫斯中将被任命负责与该项目相关的所有陆军活动，尤其是工程活动。
“曼哈顿计划”
1942年，美国开始研制其第一枚原子弹，代号“小男孩”，这也是代号为“曼哈顿计划”的秘密项目的一部分。
美国陆军工程兵团为实施该项目而建立了众多工厂、制造设施和实验室，最初是在纽约曼哈顿，因为其早期研究的大部分内容都是作为哥伦比亚大学科研活动的一部分而在那里进行的。
随后，美国其他地区也建立了多个研发机构来支持该项目。田纳西州的设施负责铀浓缩，而华盛顿州的汉福德设施则专注于钚（一种用于核武器的放射性化学元素）的生产。芝加哥大学和加州大学的研究实验室也为这项研究做出了重大贡献。
1942年12月2日，参与“曼哈顿计划”的科学家在芝加哥实验室进行了首次自持链式核反应。
在核科学家兼项目科学团队负责人罗伯特·奥本海默的建议下，新墨西哥州洛斯阿拉莫斯被选为原子弹实验室所在地。1943年4月，数百名科学家、工程师和技术人员陆续抵达洛斯阿拉莫斯实验室。
这些实验室的任务是开发一种方法，以将产生的裂变材料聚合成超临界质量的纯金属，用于引发核爆炸。该团队的工作还包括设计一种能够融合裂变材料，同时保持其尺寸以便于携带和从飞机上投放的核武器。
随着时间的推移，美国政府对该项目的兴趣日益浓厚，其资助金额也从6000美元增加到20亿美元。
1943年8月，美国和英国签署了一项协议，旨在加强战争期间两国在原子能领域内的合作，同时加速“曼哈顿计划”的进程。
根据该协议，一个由美国、英国和加拿大组成的联合委员会得以成立，以允许英国和加拿大的科学家加入该项目。
设计与运作原则
到1945年夏天，“曼哈顿计划”的团队完成了“小男孩”核弹的最终设计——该核弹依靠一种类似大炮的爆炸装置。
大炮的主炮筒内装有碳化钨撞锤，其双重作用是增加铀核的临界质量，并在撞击瞬间稳定核子，从而提高爆炸当量。
浓缩铀235是用于引发爆炸或裂变反应的元素，而当时美国仅拥有制造一枚原子弹所需的浓缩铀235。
“小男孩”原子弹的原理是通过两团浓缩铀235的碰撞来引发裂变反应，并使用推进装置产生临界质量，从而引发链式反应。第一个质量块被设计成一颗浓缩铀235子弹，穿过光滑的枪管，与另一个质量块碰撞。后者被设计成一个7英寸长、4英寸直径的实心突起。在撞击过程中，圆柱体精确地贴合在突起上，从而发生裂变反应，产生临界质量。
临界质量是中子与铀原子核碰撞时形成的，碰撞会导致铀原子核分裂，并伴随巨大的能量以及两个或更多的中子。
裂变产生的中子驱动更多铀原子核裂变，引发链式反应，并将持续进行直到裂变过程释放的能量巨大到足以导致炸弹爆炸。
其配置确保铀235能够快速达到临界质量，并防止第一次反应（初级裂变）产生的热量在燃料耗尽之前引爆所有燃料并引发一系列的反应。
运输和组装
广岛原子弹爆炸是“小男孩”原子弹的首次真正试验。该武器从未用大炮发射过，科学家们对有限的、成功的实验室测试感到满意，这让他们对该方法的成功充满信心。
全面试验是不可能的，因为制造一枚原子弹需要用掉全国所有的纯化铀235，而将其与天然铀中的铀238分离是一个成本高昂且困难的过程。
然而，科学家们对包含大部分组件的原子弹进行了多次测试，但纯化的铀235并未被使用。所有生产的铀235都保留用于投掷在广岛的原子弹。
对铀235原型进行的测试确保了大炮的成功引爆。
“小男孩”原子弹的设计极其敏感。一旦装载了可裂变燃料，任何点火都足以导致整个原子弹爆炸。
为了避免在预定引爆时间之前发生灾难性事故，其组件并未在美国进行组装。相反，它们被分批单独运输至日本南部太平洋上的天宁岛。
浓缩铀由3架C-54空中霸王运输机分别运输至美国控制下的天宁岛。
炸弹的其余部件——包括发射器、靶盒、炮管和铀弹壳，则于1945年7月16日通过火车从洛斯阿拉莫斯运往旧金山。随后，它们连同洛斯阿拉莫斯的几名科学家和技术人员一起被装载到重型巡洋舰印第安纳波利斯号上，以运往天宁岛。
浓缩铀和其他炸弹部件于1945年7月26日抵达天宁岛，并在美国海军上校威廉·帕森斯的监督下进行组装。最后的组装被推迟到最后一刻，以防止因电路短路或碰撞而发生意外爆炸。
爆炸及其毁灭性的影响
1945年8月6日上午，“小男孩”被装载到一架美国B-29轰炸机上，另有两架飞机随行进行监视。
这架B-29轰炸机由保罗·蒂贝茨上校驾驶，在起飞前不久，他请一名维修工在飞机机头上写下他母亲的名字——埃诺拉·盖伊，这架飞机后来就被称为“埃诺拉·盖伊”号。
在“埃诺拉·盖伊”号起飞前往广岛后，武器专家威廉·帕森斯上尉为“小男孩”安装了最后的发射部件。
在组装完成后，这枚炸弹重约4400公斤，长10英尺、直径28英寸，其包裹的铀核重约64公斤。
当地时间上午8:15，这枚“小男孩”从广岛上空被投下。43秒后，它在1900英尺（约580米）的高空爆炸。
尽管只有不到2%的铀235发生裂变，但它却产生了巨大的爆炸，估计其威力相当于15000吨TNT炸药。
周边温度立即升至约7000摄氏度，伴随着一道明亮的闪光，一朵巨大的黑色蘑菇云笼罩了整座城市，高达12公里。
爆炸在全城引发多起火灾，这些火灾迅速汇聚成一场巨大的火风暴，吞噬了大片城市区域，市中心约12平方公里的区域化为了灰烬。
炸弹摧毁了该市近70%的建筑物，发电站、铁路、电话和电报线路也因此瘫痪。
由于与广岛的无线电和电报通讯中断，日本政府在袭击发生后的数小时内无法确定事发情况，并导致国外救援物资的抵达延误。
日本国内的救援工作也因此无法进行。原子弹摧毁了广岛33个消防站中的26个，导致当地四分之三的消防员死亡或重伤，阻碍了控制火势的紧急措施。
与此同时，该市的医疗部门陷入瘫痪。除一家医院外，所有医院均被摧毁或严重受损。在298名注册医生中，只有30人在袭击中幸存，而在2400名护理人员中，有超过1800人伤亡。
美国国家档案馆估计，约有7万人死于爆炸、高温和初期辐射，其中包括20名被困在城中的美国飞行员。
由于核辐射的长期破坏性影响，其中最严重的致死问题是癌症——癌症迅速蔓延至整个城市，到1945年底，广岛的死亡人数已超过10万人。根据档案数据，在爆炸发生后的5年内，其受害者总数已经超过了20万人。