Au premier millionième de seconde, l'énergie thermique est libérée dans l'air et la transforme en une boule de feu d'environ un kilomètre de diamètre et de plusieurs millions de degrés.
Au sol, la température atteint plusieurs milliers de degrés au point d'impact. Dans un rayon de 1 km, tout est instantanément calciné et réduit en cendres.
Jusqu'à 4 km à la ronde, les bâtiments et les humains prennent en feu spontanément; les personnes situées dans un rayon de 8 km souffrent de brûlures au troisième degré.
Après la chaleur, c'est au tour de l'onde de choc de montrer son effet dévastateur. Il est créé par la phénoménale pression due à l'expansion des gaz chauds, elle progresse à une vitesse de près de 1000 kilomètres à l'heure, cela ressemble à un mur d'air solide. L'onde de choc réduit tout en poussières dans un rayon de 2 kilomètres. Sur les 90 000 bâtiments de la ville, 62 000 sont entièrement détruits.
Le troisième effet, encore très méconnu en 1945, est celui de l'explosion nucléaire; c'est l'effet le plus spécifique à la bombe, mais c'est aussi le plus meurtrier. Il entraîne toutes sortes de maladies mortelles. C'est d'autant plus terrifiant que ces effets n'apparaissent que des jours, des mois, des années après l'explosion.
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En 1954, l'essai Bravo sur Bikini - d'une puissance mille fois supérieure à la bombe d'Hiroshima - a provoqué des contaminations massives. A l'époque, les scientifiques avaient sous-estimé leur ampleur et à cause d'un changement de la direction du vent, les poussières radioactives avaient rapidement atteint les atolls habités de Rongelap et d'Utrik
En très peu de temps, les habitants avaient développé des symptômes consécutifs à l'irradiation, vomissements et brûlures sur la peau, les yeux et la bouche. Ils ont été évacués deux jours après le tir et sont rentrés chez eux en 1957. Mais en 1985, face à la persistance des problèmes de santé, dont une incidence anormalement élevée des cancers de la thyroïde et des malformations à la naissance, la population a de nouveau été évacuée.
Conséquences climatiques
À partir de 30 kt, le nuage de l'explosion peut atteindre la stratosphère, où non seulement il forme le fameux champignon, mais surtout diffuse les matériaux qu'il a emportés dans ses courants ascendants. Les plus légers peuvent avoir le temps de se laisser entraîner par les courants stratosphériques.
Là dessus, des hypothèses ont été émises concernant les atteintes au climat terrien.
Parmi elles, on relèvera que lors d'une guerre nucléaire, les énormes quantités de poussières et de fumées rejetées auraient des conséquences comparables ou supérieures à celles d'une éruption volcanique cataclysmique, telle celle du Krakatoa en 1883 ou (moins documentée) du Santorin antique ;ou encore des nuisance à la couche d'ozone provoquant un accroissement du rayonnement ultraviolet, installation d'un écran aux rayons solaires provoquant la disparition des plantes et l'apparition d'un climat glacial (aussi nommé hiver nucléaire).
Conséquences sur la faune et la flore
L'examen au microscope de spécimen de plantes ayant poussé à la fin de l'été 1945 sur les terres dévastées de Hiroshima révélait des cellules agrandies et déformées.
Concernant plus spécifiquement et théoriquement les altérations génétiques, la dose doublante, qui entraîne un doublement des anomalies par rapport à la fréquence des anomalies spontanées, est estimée entre 0,5 et 2,5 gray sur des espèces d'élevage bien connues telles que les souris ou les drosophiles. Ces chiffres peuvent être mis en relation avec le chiffre de 4 gray au minimum reçus dans un rayon de 1 km autour du point d'impact de la bombe de Hiroshima.
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