Como ya se ha dicho, un rasgo característico de la bomba atómica, que es bastante ajeno a los explosivos ordinarios, es que una fracción muy apreciable de la energía liberada se convierte en calor y luz radiantes. Para una explosión suficientemente grande, la quemadura producida por esta energía irradiada se convertirá en la causa dominante de daño, ya que el área de daño por quemadura aumentará en proporción a la energía liberada, mientras que el área de daño por explosión aumenta solo con la potencia de dos tercios de la energía. Aunque no se logró esa inversión del mecanismo de daños en las bombas de Hiroshima y Nagasaki, los efectos de la explosión fueron, sin embargo, muy evidentes, y muchas víctimas resultaron de quemaduras relámpago. Una discusión de las víctimas causadas por quemaduras relámpago se dará más adelante; en esta sección se describirán los otros efectos de flash que se observaron en las dos ciudades.
La duración de la radiación de calor de la bomba es tan corta, solo unas pocas milésimas de segundo, que no hay tiempo para que la energía que cae en una superficie se disipe por defusión térmica; la quemadura de destello es típicamente un efecto superficial. En otras palabras, la superficie de una persona o de un objeto expuesto al destello se eleva a una temperatura muy alta, mientras que inmediatamente debajo de la superficie se produce un aumento muy pequeño de la temperatura.
La quema relámpago de la superficie de objetos, particularmente objetos de madera, ocurrió en Hiroshima hasta un radio de 9,500 pies de X; en Nagasaki las quemaduras fueron visibles hasta 11,000 pies de X. El carbonizado y ennegrecido de todos los postes telefónicos, árboles y postes de madera en las áreas no destruidas por el incendio general se produjo solo en el lado que mira al centro de la explosión y no rodeó las esquinas de edificios o colinas. De hecho, la posición exacta de la explosión se determinó con precisión tomando una serie de miras de varios objetos que habían sido quemados por un solo lado.
Para ilustrar los efectos de la quemadura, a continuación se describen varios ejemplos encontrados por un observador que se desplaza hacia el norte desde el centro de la explosión en Nagasaki. Primero se produjo una fila de postes de valla en el borde norte de la colina de la prisión, a 0,3 millas de X. La parte superior y superior de estos postes estaban fuertemente carbonizados. El carbonizado en la parte delantera de los postes estaba fuertemente limitado por la sombra de una pared. Sin embargo, esta pared había sido completamente demolida por la explosión, que por supuesto llegó algún tiempo después del destello. En el borde norte de la fábrica de Torpedos, 1.a 05 millas de X, los postes telefónicos estaban carbonizados a una profundidad de aproximadamente 0,5 milímetros. Se encontró una pieza ligera de madera similar al lado plano de una caja naranja apoyada en uno de los postes telefónicos. Su superficie frontal estaba carbonizada de la misma manera que el poste, pero era evidente que en realidad se había encendido. La madera se ennegreció a través de un par de grietas y orificios para clavos, y alrededor de los bordes en la superficie posterior. Parecía probable que este trozo de madera hubiera ardido bajo el destello durante unos segundos antes de que la llama fuera apagada por el viento de la explosión. Más lejos, entre 1.a 05 y 1,5 millas de la explosión, había muchos árboles y postes que mostraban un ennegrecimiento. Algunos de los postes tenían plataformas cerca de la parte superior. Las sombras proyectadas por las plataformas eran claramente visibles y mostraban que la bomba había detonado a una altura considerable. La hilera de postes giró hacia el norte y cruzó la cresta de la montaña; la quemadura de destello era claramente visible hasta la cima de la cresta, la quemadura más lejana observada estaba a 2,0 millas de X.
Otro efecto sorprendente de la quemadura de destello fue la apariencia otoñal del cuenco formado por las colinas en tres lados del punto de explosión. Las crestas están a aproximadamente 1.5 millas de X. A lo largo de este tazón, el follaje se volvió amarillo, aunque en el lado opuesto de las crestas, el campo era bastante verde. Esta apariencia otoñal de los árboles se extendía a unos 8,000 pies de X.
Sin embargo, arbustos y pequeñas plantas bastante cerca del centro de la explosión en Hiroshima, aunque despojados de hojas, obviamente no habían muerto. Muchos estaban tirando nuevos brotes cuando los observadores visitaron la ciudad.
Hay otros dos efectos notables del calor irradiado por la explosión de la bomba. El primero de ellos es la forma en que el calor rugió la superficie del granito pulido, que retuvo su pulido solo donde estaba protegido del calor irradiado que viajaba en líneas rectas desde la explosión. Este rugosidad por calor irradiado causado por la expansión desigual de los cristales constituyentes de la piedra; para los cristales de granito, la temperatura de fusión es de aproximadamente 600 grados centígrados. Por lo tanto, la profundidad de rugosidad y descamación final de la superficie de granito indicó la profundidad a la que se produjo esta temperatura y ayudó a determinar las temperaturas medias del suelo en el instante siguiente a la explosión. Este efecto se observó para distancias aproximadamente 1 1/2 veces más grandes en Nagasaki que en Hiroshima.
El segundo efecto notable fue el burbujeo de la teja del techo. El tamaño de las burbujas y su extensión eran proporcionales a su proximidad al centro de la explosión y también dependían de la forma en que la baldosa en sí estaba orientada hacia la explosión. La relación de distancia de este efecto entre Nagasaki e Hiroshima era aproximadamente la misma que para la descamación del granito pulido.
Se observaron otros efectos del calor irradiado, incluido el aligeramiento de superficies de carreteras asfaltadas en lugares que no habían sido protegidos del calor irradiado por ningún objeto, como el de una persona que caminaba por la carretera. Varias otras superficies se decoloraron de diferentes maneras por el calor irradiado.
Como ya se ha mencionado, el hecho de que el calor radiante viajara solo en líneas rectas desde el centro de la explosión permitió a los observadores determinar la dirección hacia el centro de la explosión desde varios puntos diferentes, observando las «sombras» que se proyectaban mediante objetos intermedios donde protegían la superficie expuesta de algún objeto. Por lo tanto, el centro de la explosión se ubicó con una precisión considerable. En varios casos, estas «sombras» también daban una indicación de la altura de la explosión de la bomba y, en ocasiones, se encontró una penumbra distinta que permitía a los observadores calcular el diámetro de la bola de fuego en el momento en que ejercía el máximo efecto de carbonización o quema.
Una característica más interesante relacionada con la radiación de calor fue la carbonización de la tela en diferentes grados dependiendo del color de la tela. Se registraron una serie de casos en los que las personas que llevaban ropa de varios colores recibieron quemaduras que variaban en gran medida en grado, el grado de quemadura dependiendo del color de la tela sobre la piel en cuestión. Por ejemplo, una camisa de rayas grises claras y oscuras alternas, cada una de aproximadamente 1/8 de pulgada de ancho, tenía las rayas oscuras completamente quemadas, pero las rayas claras no estaban dañadas; y un trozo de papel japonés expuesto a casi 1 1/2 millas de X tenía los caracteres que estaban escritos en tinta negra cuidadosamente quemados.