A differenza delle altre potenze nucleari, gli Stati Uniti hanno pubblicato moltissimo materiale sulle bombe nucleari prodotte. Nondimeno, per alcune di esse, i dati sono contraddittori. La sigla iniziale delle bombe operative era Mk (Mark), successivamente mutata in B. I prototipi erano contraddistinti dalla sigla TX (Test/experimental) e non sono mancate le bombe realizzate come pre-serie in emergenza, con la sigla EC (Emergency Capability). Le varianti (Mod.), hanno a loro volta sottoversioni Y1, Y2 ecc. I sistemi di sicurezza relativi, sono divenuti sempre più sofisticati.

Mk-1 Little Boy

Il primo ordigno realizzato, il famoso Little Boy, è stato impiegato sulla città di Hiroshima il 6/8/1945. Per gli standard odierni era un’arma poco efficiente, pesante, non riproducibile in quantità, con sistemi di sicurezza simbolici, un esemplare ancora sperimentale. Ma era destinata a stravolgere per sempre il concetto stesso di guerra.

Sfruttava l’innesco “a cannone” del prototipo Thin Man, ma con uranio U-235 come materiale fissile, semplificando di molto la progettazione e riducendone le dimensioni, tanto da poter essere imbarcata sui B-29. Lunga 3,05 metri, con un diametro di 71 cm, pesava 4037 kg. La testata era formata da 64 kg di uranio arricchito (HEU) ad una media dell’80%, pari a 2,4 masse critiche. Un cilindro cavo col 60 % della massa totale (38,5 kg) veniva sparato a 300 m/s contro un bersaglio cilindrico (25,6 kg), formando la massa super-critica.

La bomba era regolata per scoppio in aria. Al lancio, un timer impediva lo scoppio prima di 15 secondi, a garanzia del velivolo, alla fine dei quali la bomba era scesa di 1100 metri di quota. A quel punto subentrava la spoletta barometrica, scelta per evitare che onde radar esterne potessero anticipare lo scoppio. Questa ritardava l’attivazione degli altimetri, derivati dai radar APS-13, fino alla quota di 2000 metri. Raggiunta l’altitudine adatta, si accendevano le 4 cariche di 900 grammi di cordite che attivavano lo scoppio. In caso di mancato avvio della reazione a catena, degli iniziatori a neutroni Abner si sarebbero attivati all’impatto.

La bomba, sganciata alla quota 9467 metri, è esplosa dopo 44 secondi a 580 metri, quota di miglior effetto distruttivo. Secondo gli studi del 2002 ha sviluppato 16 kT, meno di Fat Man, la bomba di Nagasaki, ma ha causato molte più vittime, a causa del terreno piatto.

Il disegno è stato poi abbandonato perchè meno efficiente di quello a implosione e meno sicuro. Una esplosione accidentale era sempre possibile, soprattutto nel caso il bombardiere fosse precipitato. L’impatto o il fuoco avrebbero potuto come minimo contaminare un’area estesa. Alla metà del 1946, a causa di un problema nella produzione di plutonio nei reattori di Hanford, si è decisa la realizzazione di alcune Little Boy come misura temporanea. Ma erano disponibili ormai solo pochi ricambi e schemi di montaggio. All’inizio del 1947 è ripartita la produzione, quando ormai i problemi di produzione del plutonio erano in via di soluzione. Si sono completate, comunque, 25 Little Boy per i P-2V Neptune, con uranio sufficiente per 10 di queste nel 1948. Tra novembre 1950 e gennaio del 1951 sono state tutte radiate.

Mk-2 Thin Man

Cancellata nel luglio del 1944, è rimasta solo un disegno teorico. Impiegava plutonio (Pu-239) con innesco “a cannone”, ipotizzato già nel 1942. Lo sviluppo è stato sospeso quando si è scoperto che la velocità di fissione era troppo alta, per l’elevata concentrazione di isotopi Pu-240, ed era molto probabile una detonazione anticipata. Questo avrebbe richiesto una distanza maggiore per accelerare il plutonio alla velocità necessaria (910 m/s), con riflessi negativi sulle dimensioni. Il sistema a cannone è stato allora riservato a Little Boy, e le ricerche si sono orientate verso l’implosione di plutonio per Fat Man.

La Thin Man era lunga 5,2 metri, con un diametro di 97 cm, 58 cm nella sezione media, e pesava 3600 kg. La lunghezza comportava instabilità aerodinamica. Nel 1944, dopo 24 lanci con simulacri in scala e un grave incidente, con la caduta della bomba nella stiva del B-29, i test sono terminati.

Mk-3 Fat Man

La successiva Mk-3A, ad implosione di plutonio, é stata sviluppata sempre come progetto d’emergenza, da luglio del 1944. Soprannominata  “Fat Man” è stata sganciata sulla città di Nagasaki nel 1945. Lunga 3,25 metri, con un diametro di 153 cm, pesava 4672 kg. La testata conteneva 6,3 kg di plutonio. Regolata per scoppio in aria, con spoletta radar (derivata dall’APS-13), ha sviluppato 22 kT. Ne sono state fabbricate 6. Il metodo ad implosione si è dimostrato 10 volte più efficiente, il materiale compresso ha reagito più rapidamente. Dopo la guerra sono state lanciate due Fat Man sull’atollo di Bikini, con una potenza di 23 kT.

Alla fine del 1945, l’Aviazione ha richiesto 200 bombe Mk-3 ai laboratori di Los Alamos, che già lavoravano al miglioramento dell’arma. La specifica prevedeva una bomba più semplice da fabbricare, montare, trasportare e immagazzinare. I test sono ricominciati a gennaio del 1946 e per la metà dell’anno è iniziata la produzione della Mk-3B Mod 0, prima bomba costruita in serie. Per agosto erano già pronti i componenti per 50 bombe ma solo 9 noccioli. La produzione è terminata a dicembre del 1948, con solo 53 noccioli disponibili. Trasportata dai B-29 e successivamente dai B-50A/D, B-36 e P-2V è stata fabbricata in due varianti, con potenza di 18-20 kT (Y1) e 21-23 kT (Y2), costruite in 20 esemplari ognuna. Il Mod.0 è stato radiato tra marzo e luglio del 1949, e da ottobre tutte le bombe sono state ricostruite come Mod.1 e 2 da 37 e 49 kT. La produzione è continuata fino a raggiungere i 40 pezzi per modello fino ad aprile del 1949, con diversi piccoli cambiamenti. Tutte le Mk-3 sono state ritirate nel 1950.

Un attacco nucleare avrebbe richiesto una pianificazione perfetta. Le batterie al piombo delle spolette mantenevano la carica per solo 36 ore, poi andavano ricaricate, smontando la bomba, e la ricarica richiedeva 72 ore. Comunque andavano rimosse entro 9 giorni o si corrodevano. Il nocciolo di plutonio non poteva essere lasciato molto più a lungo, perché il calore danneggiva l’esplosivo. Ma il rimpiazzo richiedeva il completo smontaggio e rimontaggio, da parte di 40-50 uomini per 56-72 ore e nel 1948 vi erano solo 3 reparti disponibili. Le bombe potevano essere trasportate solo dai B-29 del 509° Bombardment Group, in New Mexico. Avrebbero dovuto prima volare alla Sandia per montare la bomba, e poi raggiungere le basi d’inizio attacco oltremare.

Mk-4 Fat Man

Basata sul disegno della Mk-3 Mod.1, la Mk-4 aveva le stesse dimensioni e impiegava gli stessi materiali, nocciolo nucleare ed esplosivo, ma era riprogettata per renderla più sicura e più facile da produrre in serie. Era un ordigno tattico ad implosione a fissione di uranio e plutonio (composite core) con scoppio in aria.

Lunga 3,3 metri con un diametro di 1,5 metri, era più pesante, da 4899 a 4944 kg, a seconda della variante. Introduceva il concetto di sicurezza IFI (in flight insertion), impiegato su molte bombe successive. Il sistema, meccanico o manuale, manteneva il nucleo alloggiato separatamente in una capsula (birdcage) fuori dalla bomba fino in prossimità del punto di sgancio. Per armarla, il materiale fissile veniva inserito dall’armiere attraverso un segmento esplosivo rimovibile delle lenti che componevano l’insieme (nocciolo type C e D),  poi rimesso in posizione e sigillato (levitate pit). Un sistema a prova di errore di montaggio (GI-proof).

La Mk 4 Mod.0 è stata prodotta nelle varianti Y1 da 1 kT e Y2 da 3,5 kT. La Mod.1 come Y1 da 8 kT e Y2 da 14 kT. La Mod.2 nelle varianti Y1 da 21 kT, Y2 da 22 kT e Y3 da 31 kT.                                        

Prodotte in 550 esemplari (altre fonti riportano 250), sono entrate in servizio da marzo del 1949 a maggio del 1951. Apparentemente, 100 sono state convertite nelle Mk-4N da 31 kT con involucro in alluminio. In servizio sugli A-2, B-29, B-36, B-50A/D e P-2V, sono state ritirate tra luglio 1952 e maggio del 1953.

Mk-5 Bradbury

Bomba tattica ad implosione, con nucleo composito U-Pu, molto più piccola, leggera (in alluminio) ed efficiente delle precedenti. Lunga 3,28-3,35 metri e larga 112 cm, pesava 1372-1440 kg, a seconda della variante. Aveva alette migliori, per una traiettoria più stabile, e pieghevoli. Con scoppio in aria (qualche fonte dice anche a contatto), impiegava un sistema a 92 lenti e, per la prima volta, un sistema auto-IFI con nocciolo type D. Il materiale fissile era inserito in volo con un sistema automatico dalla posizione nel muso della bomba. Non disponeva di paracadute, così il lancio doveva avvenire solo ad alta quota.

Progettata all’inizio del 1950, è stata fabbricata in 140 pezzi, a partire da maggio 1952 al 1953, nelle varianti Mod.0 (Y1 da 6 kT e Y2 da 16 kT), Mod.1 (Y1 da 55 kT e Y2 da 60 kT), Mod.2 da 100 kT e Mod.3 da 120 kT. Il ritiro è iniziato nel 1957. Le ultime sono state ritirate a gennaio del 1963. Era operativa sui: B-29, B-36, B-45, B-47A/B/E, B-50A/D, B-52, B-66, A-2A/B, A-3A/B.

Visto l’ingombro, nel 1953 si è installata la carica in un pod (Mc Donnell Model 96), con 3 tonnellate di combustibile, destinato all’F-101; sperimentato sui B-47 ed F-101, ma abbandonato.

72 Mk-5 sono state fornite ai bombardieri della  RAF, con controllo americano, per i Valiant.

Mk-6

Derivata dalla Mk-4, con molti  miglioramenti, era una bomba tattica più leggera (25 % in meno, dato l’involucro in alluminio) e potente. Lunga 325cm, larga 155cm, pesava 3447-3855 kg. Alcune Mk-4D sono state convertite nel modello iniziale Mk-6 Mod 0;  I modelli 0 e 1 avevano un sistema ad implosione, con molto plutonio, su 32 punti, aumentati a 60 dal modello 2 e a 92 sulle ultime varianti. Lo scoppio avveniva in aria, a quota selezionabile in volo, o al suolo. La potenza è andata aumentando nel corso della produzione. Al Mod.0 da 8 kT, sono seguiti i Mod.1 da 22 kT, Mod.2 da 26 kT, Mod.3 da 31 kT, Mod.4 da 80 kT, Mod.5 da 154 kT e Mod.6 da 160 kT.

Costruita da luglio 1951 fino al 1955 in 1100 pezzi, ne è iniziato il ritiro nel 1955 (Mod.1) e nel 1957 (Mod.4). Le restanti sono state radiate entro il 1962. Era trasportata sui B-29, B-36, B-47A/B/E, B-50A/D, B-66, A-2, A-3A. L’involucro è stato riutilizzato per le Mk-18.

Mk-7 Thor

Prima bomba tattica multiuso leggera a potenza variabile,  la Mk-7 era dotata di uno stabilizzatore verticale retrattile per favorire il trasporto all’interno o sotto le ali. E abbastanza slanciata da poter essere montata sui cacciabombardieri. Poteva essere sganciata col metodo del “toss bombing” (lancio a parabola) ìmpiegando il LABS (low-altitude bombing system). Ne sono state prodotte 1700-1800 da luglio 1952 a febbraio del 1963. La bomba è entrata in servizio nel 1952, restandovi fino al 1967.

Lunga 4,62-4,65 metri, aveva un diametro di 77,4 cm, una apertura alette di 124 cm, e pesava 746-771 kg. Era ad implosione al plutonio a 92 punti. La spoletta Mk-5 (barometrica, a contatto e radar, con timer) era regolabile per scoppio in aria o al suolo, con sette opzioni selezionabili a terra. Era disponibile in 10 modelli, impiegando noccioli differenti: Mod.0/1 da 8kT, Mod. 2/3 da 19kT, Mod. 4/5 da 22kT, Mod.6 da 30kT, Mod.7 da 31kT e Mod. 8/9 da 61kT. Il sistema di sicurezza e armamento era il solito IFI, sostituito sulle più recenti col PAL-A. Era trasportabile fino a 12190 metri di quota e a 0,82 Mach. Le tre alette la stabilizzavano in rotazione (un giro ogni 1-3 secondi), durante la caduta supersonica. Poteva essere sganciata tra 1220 e 3660 metri rispetto alla quota di scoppio, in picchiata fino a 70°.

Era operativa sugli AD-4B, A-2, A-3A, A-4B/C/E/J/M, B-45A, B-57B, R/F-84E/F/G, F-100D/F, R/F-101A/C, F-105, AF-1E,  F2H-2B,  F-3C, F-7U3, AF-9J, P-2V, P-5M e sui Canberra della RAF, designata 1,650 lb. H.E. M.C.

Nell’aprile del 1955, una Mk-7 è stata provata con una testata composita Pu/U-233, che ha prodotto solo 22 kT, il 33% in meno del previsto per motivi tecnici (Operation Teapot MET). 

Mk-8  Elsie

Bomba tattica progettata tra la fine del 1949 e l’inizio del 1951, impiegava il sistema a cannone e uranio arricchito (HEU). Sfruttava meglio il materiale fissile. Era soprannominata Elsie (da LC: Light Casing bomb). Era adatta al trasporto interno ed esterno a velocità subsonica.

Lunga 295 o 335 cm, aveva un diametro di 37 cm e pesava 1465 o 1488 kg. Era realizzata per bersagli induriti (nuclear bunker buster), con ritardo pirotecnico. Entrava nel terreno prima di esplodere. Poteva penetrare 127 mm d’acciaio o 6,7 metri di cemento armato, 27 metri di sabbia o 37 di argilla. Era diponibile come Mod.1 da 25 kT e Mod.2 da 30 kT. Non aveva sistemi di sicurezza: dopo il lancio, lo scoppio avveniva quando la polvere nera nella spoletta era bruciata, in 90-110 secondi.

Fabbricata tra novembre 1951 e maggio del 1953, è entrata in servizio nel 1952 in 40 esemplari (20 Mod.1 e 20 Mod.2), operativa sugli AD-4B, A-2, A-3A, A-4B/C/E/J/M, B-45A, F2H-2B, F-3C, F-7U3, fino a giugno del 1957.

Mk-10 Airburst Elsie

Cancellata nel 1952, era una bomba tattica derivata dalla Mk-8, ridotta in peso e dimensioni, con un diametro di 30,5 cm e pesante 680-794 kg. Sviluppata come bomba multiuso leggera con scoppio in aria, e per questo soprannominata Airburst Elsie, avrebbe sviluppato 12-15 kT.

Mk-11 Elsie (Mk-91)

Riprogettazione  della Mk-8, che ha rimpiazzato anche numericamente, ne conservava le caratteristiche ma con un involucro più moderno ogivale, pesante anteriormente, per penetrare ancor di più e in modo più stabile nel terreno. Poteva essere trasportata esternamente a velocità supersonica. Catalogata Mk-91 “penetration bomb” era a potenza variabile. A differenza della Mk-8 aveva un sistema di sicurezza elettrico ad attuatore che ne impediva il funzionamento accidentale. Un iniziatore al polonio ne aumentava l’efficienza. Lunga 3,73 metri e larga 35,6 cm, pesava 1456-1588 kg. La spoletta a tempo ritardava lo scoppio fino a 2 minuti dopo l’impatto.

Sono state fabbricate 20 Mk-11 Mod.1 da 25 kT e 20 Mod.2 da 30 kT, da gennaio del 1956 al 1957. La bomba è rimasta in servizio fino a giugno 1960 sugli AD-4B/A-1J, A-2 , A-3A, A-4B/C/E/J/M , F2H-2B, F3H-2N ed F-3C.

Mk-12  Brok

Sviluppata dai laboratori LASL in risposta ad un requisito della U.S.Navy per una bomba tattica leggera per aerei supersonici, era un ordigno a implosione su 92 punti. Il materiale fissile era minore ma sfruttato meglio. Ha preso il posto del progetto Mk-10. Impiegava per la prima volta un tamper in berillio che, assorbendo i neutroni, ne abbassava l’efficienza riducendo la potenza. Lunga 3,94 metri, era larga solo 56 cm, rispetto ai 76 cm della Mk-7 di poco precedente, e pesava 499-544 kg. Era la prima bomba lanciabile a velocità supersonica, fino a 1,4 Mach. Il volume per l’implosione era ridotto al 40 % di quello della Mk-7. Era fornita di spoletta a tempo e contatto, per scoppio in aria o al suolo.

Fabbricata tra dicembre 1954 e febbraio del 1957, è entrata in servizio in 250 esemplari, affiancando l’Mk-7, con due diversi prototipi e tre modelli, Mod.1 da 12 kT, Mod.2 da 14 kT e nel 1960 il Mod.3, forse ricavato per modifica.

Sugli F-86F/H, A-1J, A-2, A-3A, A-4B/C/E/J/M, AF-1E, F2H-2B, F-3C, F-7U3 e AF-9J, è stata ritirata tra luglio 1958 e luglio del 1962.

Mk-13

Cancellata nel 1953, era una bomba nucleare tattica,  miglioramento della Mk-6. Lunga 325 cm, con 155 cm di diametro, pesava 3357 kg. Avrebbe dovuto impiegare un sistema ad implosione a 92 punti, per maggiore efficienza e spoletta per scoppio in aria o a contatto. E’ stata provata nel 1953 (Operation Upshot-Knothole Harry) con la potenza di 32 kT. L’arrivo della prima bomba termonucleare nel 1952 (Ivy Mike) l’ha resa obsoleta. Lo sviluppo è continuato solo per ricerca, con due modelli.