La primera prueba de la bomba de hidrógeno de Estados Unidos no salió según lo planeado. En los últimos días de febrero de 1954, la Marina de los EE. UU. comenzó a prepararse para la serie de pruebas, denominada Operación Castle. Para hacerlo, despejó las aguas dentro de las 25 millas de la zona cero en Bikini Atoll en las Islas Marshall. El grupo de disparos, dirigido por el Dr. John Clark, se atrincheró en un búnker de hormigón armado a 20 millas de distancia en la isla de Enyu. El supervisor de la prueba, el Dr. Alvin Graves, planeaba observar desde la cubierta del USS estes unos kilómetros más lejos. Clark, Graves y sus equipos anticiparon una explosión de 6 megatones con vientos del norte. Esperaban que el tamaño de la explosión empujara la mayor parte de la lluvia radiactiva hacia la estratosfera, como había sido el caso cuando detonaron Ivy Mike, un dispositivo termonuclear precursor probado 18 meses antes. En cambio, recibieron una explosión de 15 megatones, vientos del este y una tromba de agua que arrojó lluvia radiactiva sobre varias islas habitadas, una estación meteorológica de los EE. Daigo Fukuryu Maru.
Clark y sus hombres no tenían ropa protectora, por lo que se envolvieron en sábanas antes de conducir para encontrarse con el helicóptero que finalmente llegó a rescatarlos. Proporcionaron los primeros informes de niveles inesperadamente altos de radiación, habiendo salido de su refugio inmediatamente después de la explosión para celebrar su obra. Las autoridades estadounidenses tardaron más de 48 horas en evacuar a los 236 residentes marshaleseses de los atolones de Rongelap y Utirik. Según los síntomas de la enfermedad por radiación que exhibieron durante el mes siguiente, se estima que los residentes de Rongelap recibieron aproximadamente la misma cantidad de radiación que una persona ubicada a unas 1,5 millas de la zona cero en Hiroshima o Nagasaki. Posteriormente, los marshaleses fueron devueltos a sus islas, donde continuaron comiendo alimentos irradiados. Casi todos los niños menores de 10 años que estuvieron expuestos a las lluvias radiactivas eventualmente desarrollaron problemas de tiroides; más de las tres cuartas partes de ellos tenían tumores de tiroides. Los aviones de patrulla de la marina no notaron el Daigo Fukuryu Maru en las aguas al norte de Rongelap, por lo que nadie advirtió a su tripulación sobre el peligro inusual que representaba la ceniza blanca que pronto cubrió su cubierta. Los 23 miembros de la tripulación experimentaron enfermedad por radiación; el operador de radio, Aikichi Kuboyama, murió en septiembre.
Castle Bravo involucró la detonación de un arma termonuclear en lugar de la fusión de un reactor de energía nuclear, pero, sin embargo, fue un accidente nuclear prototípico. La mayoría de los profesionales técnicos involucrados, incluidos Clark y Graves, no pudieron planificar los peores escenarios porque los consideraban muy poco probables. De hecho, no lograron protegerse, habiéndose convencido de que habían logrado el control sobre el voluble átomo. Cuando empezaron a darse cuenta de que podrían tener un problema, priorizaron el horario sobre la seguridad. Tanto los técnicos como los supervisores asumieron inicialmente que las lecturas de radiación fuera de escala indicaban un problema con la instrumentación, no la presencia de niveles extraordinarios de radiación. Otros detectores no registraron radiación alguna. Una vez que se dieron cuenta del problema, los funcionarios perdieron un tiempo precioso antes de evacuar a las personas en riesgo y luego pasaron décadas negando las afirmaciones de daños de los sobrevivientes. Mientras tanto, altas autoridades gubernamentales, en este caso, la Comisión de Energía Atómica, emitieron suaves garantías de que la prueba era “rutinaria” sin “efectos nocivos”.