1945年7月16日，美国陆军在新墨西哥州索科罗县的托立尼提沙漠成功进行了人类历史上首次核试验，标志着核时代的正式开启。
此次试验测试的是一枚内爆式核装置，使用约5公斤伽玛相钚作为核装药。当天清晨5点30分，实验核弹被引爆，产生了约2.5万吨TNT当量的爆炸威力。爆炸在地面留下了一个深约1.4米、宽约80米的弹坑，并将周围的沙子融化成一种浅绿色的放射性玻璃结晶，被称为“托立尼提物质”，其覆盖区域半径约300米。
爆炸瞬间，周围的山脉被强光照亮，亮度一度超过白昼。在数公里外的基地营，观测者感受到的热浪如同站在烤炉旁一般。爆炸光芒从紫色逐渐转为绿色，最终变为刺眼的白色。爆炸产生的冲击波仅用40秒就传到160公里外的观察点，蘑菇云则升至约12.1公里的高空。
这次试验的设计后来被应用于1945年8月9日投放于长崎的“胖子”原子弹，其结构采用相同的内爆式方案。三位一体试验的爆炸当量约为2万吨TNT，爆炸高度为30.5米，爆心温度高达7000万开尔文。在爆心1,000码范围内，放射性辐射达1,000伦琴。尽管实际爆炸高度为30.5米，但理论上的最佳高度应为458米。该弹体重约3吨，内径1.4米，爆炸的有效系数为5%。
图二是胖子原子弹的模型。1945年8月9日，由查尔斯·斯威尼驾驶的B-29超级空中堡垒轰炸机“博克斯卡”在长崎上空9,000米投下。
