“小男孩”原子彈長3米，寬0.71米，重4噸。使用“槍式”設計，臨界質量以下的一塊鈾-235炸藥射向三個同樣的環形鈾-235，這三個環形鈾-235也是具有炸藥的低臨界質量，從而觸發核子連鎖反應。這是人類在實戰中使用的第一顆原子彈。意義重大。
資料顯示，“小男孩”體內裝有60公斤鈾-235，核爆炸釋放的能量約為13000公噸的(TNT)高能炸藥，最合適的爆炸高度為1550至2400英尺。
為了確保投擲任務的順利實施，“小男孩”在原子彈製造成功後被秘密送往蒂尼安島。美軍將在此進行最後的投擲行動。
為了確保投擲的成功，美國空軍成立了一個獨立的航空隊，由509個以重型轟炸機為核心的混編旅組成，包括一個B-29中隊、一個航空服務旅和一個部隊運輸中隊。1945年，增加了一個特種軍械中隊和一個陸軍技術派遣隊。整個混合旅有225名軍官、1542名士兵、15名機組人員和大量科學家。
選擇廣島作為投擲原子彈的目標是美國軍方精心選擇的結果。當時，目標城市包括廣島、長崎和小倉。廣島最終被選為第一目標，因為“它是日本重要的軍事港口和日本海軍護航編隊的集結地。日本有第二集團軍和一個軍事指揮部，有25000名士兵，城東有一個鐵路停車場和軍事倉庫，人口245000。”
最後的任務是B-29轟炸機執行，這是波音公司為響應美國陸軍航空部隊在B-17“空中堡壘”之後的需求，而開發的一種新型遠程戰略轟炸機。四引擎螺旋槳戰略轟炸機，機身長度30.18米，翼展43.05米，機身高度8.46米，最高時速574公里，滿載重量54000公斤。
美國最高司令部決定在1945年8月6日執行原子彈投放任務。5日下午，“小男孩”原子彈的所有準備工作都準備好了，隨時可以起飛。
8月6日上午0: 37，三架氣象觀測飛機起飛，一架飛往廣島，一架飛往小倉，另一架飛往長崎。1點45分，帶著原子彈的飛機起飛。早上7點，最初啟飛的氣象觀測機抵達廣島。機組人員立即聯繫並報告了情況：“廣島上空的天氣很好，視野10英里，海拔15000英尺，雲層覆蓋1/12。”8點15分17分，原子彈被自動投下。43秒後，在廣島醫院上空600米處爆炸。負責投擲工作人員回憶道，“當時機上的每個人都認為這是一個啞彈，感覺爆炸時間遠比43秒要長很多。”
廣島原子彈爆炸的時候，正是廣島人上班的高峰期。爆炸發生時，70000人立即“蒸發”。後超過20萬人死於核輻射、燒傷和其他原因。
儘管大量日本平民當場死亡，但負責原子彈投放任務的成員認為這是必要的。機長西奧多·範柯克說：“我認為原子彈的使用從長遠來看挽救了許多生命，而且絕大多數被拯救的生命都是日本人。”
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