يورانيوم-235
اليورانيوم 235 هو نظير لعنصر اليورانيوم -ذو العدد الذري رقم 92- ووزنه الذري 235. يوجد اليورانيوم في الطبيعة في صورة نظيرين مشعين هما اليورانيوم-235 واليورانيوم-238 الذي له الوزن الذري 238. ونسبة تواجد اليورانيوم-235 في اليورانيوم الخام يعادل 0.7 %، أي من كل 1000 ذرة من ذرات اليورانيوم نجد 7 ذرات فقط لليورانيوم-235، والباقي، أي 993 ذرة لليورانيوم-238. وتتميز نواة اليورانيوم-235 بشراهة كبيرة للنيوترونات حيث تمتصها ويحدث بينهما تفاعل يؤدي إلى انشطار نواة اليورانيوم-235 إلى جزئين متساويين تقريباً، مكونة عناصر جديدة يكون عددها الذري نحو 46 وزنها الذري نحو117. وعندما تنشطر نواة اليورانيوم-235 ينطلق منها أيضا في المتوسط عدد 2 من النيوترونات، والتي قد تتفاعل مع نوايا أخرى من اليورانيوم-235 في تفاعل يسمى التفاعل المتسلسل.
الولد الصغير (قنبلة)
معظم اليورانيوم اللازم لإنتاج القنبلة جاء من منجم شينكولوبوي ويرجع الفضل في ذلك إلى الرئيس التنفيذي لاتحاد التعدين بكاتانغا العليا، إدغار سينجير الذي شحن 1000 طن من خام اليورانيوم إلى مستودع نيويورك في عام 1939. وهناك كمية صغيرة تم جلبها من الغواصة الألمانية يو 234 التي أسرت بعد استسلام ألمانيا في مايو 1945. وكان تخصيب اليورانيوم في أوك ريدج، تينيسي، وذلك عن طريق الفصل الكهرومغناطيسي في أجهزة الكالوترون ومعامل الانتشار الغازي، بالإضافة إلى كمية صغيرة أسهمت بها السيكلوترون من معامل ارنست لورنس سين للإشعاع، واحتوى قلب قنبلة الولد الصغير على 64 كيلوغراما من اليورانيوم، منها 50 كجم تم تخصيبها إلى 89 ٪، والباقي 14 كيلوغراما تم تخصيبها إلى 50 ٪. ومع متوسط تخصيب اليورانيوم إلى 80 ٪، قد يصل اليورانيوم إلى نحو 2.5 ضعف الكتلة الحرجة. وعلى سبيل المقارنة فقد كان تجربة ترينيتي وقنبلة الرجل البدين خمسة أمثال الكتلة الحرجة.