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产生的强烈光波，使成千上万人双目失明；10亿度的高温，把一切都化为灰烬；冲击波形成的狂风，又把所有的建筑物摧毁殆尽。处在爆心极点影响下的人和物，象原子分离那样分崩离析。离中心远一点的地方，可以看到在一霎那间被烧毁的男人和女人及儿童的残骸。更远一些的地方，有些人虽侥幸还活着，但不是被严重烧伤，就是双目被烧成两个窟窿。在16公里以外的地方，人们仍然可以感到闷热的气流。由于东京人口密集，所以此次爆炸造成近10万人直接死亡，另外还有近10万人在原子弹爆炸及产生的暴风受伤。
在原子弹爆炸后不到两个小时，中美英苏四国政府再次发表声明，督促日本政府立即无条件投降，否则将会受到更加严厉的打击。
但是，东京的悲剧并未使日本立即同意接受盟国的最后通牒，也没有无条件投降。日本政府和大本营竭力掩盖东京事实真相，对外宣称是有一枚陨石陨落在东京市。
日本情报机关认为美国并没有太多的原料制造原子弹，并认为美军只有一颗原子弹，所以他们拒绝无条件投降。
1944年8月17日，美军又在日本长崎和广岛各投下一原子弹。两大城市一天内便有15万人丧生，另外还有5万人在随后的3天中死亡。
17日下午，盟国再次发表督促日本政府，立即无条件投降，否则横滨和小仓将会是成为下一个打击目标，盟军给日本政府3天的时间，3天后日本政府如无明确答复，盟军将会对日本进行核打击的同时，进行登陆作战。
1944年8月22日，日本天皇发布投降诏书，宣布无条件投降。