Antes mesmo da eliminação do local de teste do Emu Field, os britânicos solicitaram ao governo australiano um novo local para a construção de um novo campo experimental projetado para testar cargas nucleares e seus componentes. Ao mesmo tempo, com base na experiência adquirida durante os testes nas Ilhas Monte Bello e no local do Emu Field, grande atenção foi dada à colocação de pessoal, à conveniência de entrega de bens e materiais para o aterro, bem como ao implantação de laboratório e base de pesquisa. Um papel importante foi desempenhado pelo afastamento de áreas densamente povoadas, fatores climáticos e a direção da rosa dos ventos (isso deveria ter minimizado o impacto da radiação na população).
A construção de um novo local de teste nuclear em grande escala em Maralinga, cerca de 180 km ao sul do Campo de Emu, começou em maio de 1955. Esta área, devido às duras condições climáticas, era muito pouco povoada, mas ao longo da costa sul da Austrália, através das terras desérticas em direção a Adelaide, a maior cidade do Sul da Austrália, havia várias estradas boas. Foram cerca de 150 km do assentamento de Maralinga até a costa da Grande Baía da Austrália, e alguns dos equipamentos e materiais, se necessário, poderiam ser descarregados na costa e entregues ao aterro por rodovia.
Após o reassentamento dos aborígenes nas proximidades de Maralinga, a construção em grande escala começou. Como no Emu Field, a primeira coisa a fazer aqui foi erguer uma pista principal com 2,4 km de extensão. Até meados da década de 1980, era a pista de pouso mais longa do sul da Austrália. A pista de concreto de Maralingá ainda está em boas condições e aguenta as aeronaves mais pesadas. O principal campo experimental para testes nucleares estava localizado a aproximadamente 25 km ao norte do campo de aviação.
Uma vila com edifícios importantes foi construída 4 km a oeste do campo de aviação, onde viviam mais de 3.000 pessoas. Desde o início, muita atenção foi dada às condições de vida e lazer do pessoal que atende o aterro.
Depois que foi possível transferir a maior parte dos trabalhadores das tendas temporárias, a vila passou a ter estádio próprio e piscina ao ar livre. O que era um grande luxo para um local de teste nuclear na orla do deserto.
Embora a Grã-Bretanha tivesse formalmente suas próprias bombas atômicas em meados da década de 1950, os militares britânicos não tinham certeza de sua eficácia prática e confiabilidade. Ao contrário dos EUA e da URSS, os britânicos não tiveram a oportunidade de testá-los em porta-aviões reais, as explosões de teste foram realizadas estacionárias: debaixo d'água ou em torres de metal. A este respeito, um ciclo de teste de quatro explosões, conhecido como Operação Buffalo, foi dedicado a testar as bombas atômicas que foram colocadas em serviço.
A primeira explosão nuclear queimou o deserto no local de teste de Maralinga em 27 de setembro de 1956. Um protótipo da bomba atômica de queda livre, chamada de Barba Vermelha no código do arco-íris britânico, foi detonado em uma torre de metal. O próprio teste recebeu o codinome de "Árvore Solitária". A potência da explosão, de acordo com os dados atualizados, foi de 12,9 kt. A nuvem radioativa formada como resultado da explosão atingiu uma altitude de mais de 11.000 m. Além do sul da Austrália, foi registrado um aumento do fundo radioativo nas regiões leste e nordeste.
Comparado com a primeira bomba atômica britânica "Blue Danube", testada em 27 de setembro, o protótipo da bomba "Red Beard" era estruturalmente muito mais perfeito. O sistema aprimorado de fornecimento de energia, inicialização e proteção tornou possível se livrar das baterias de chumbo-ácido não confiáveis usadas no Danúbio Azul. Em vez de sensores barométricos volumosos, um rádio-altímetro foi usado e um fusível de contato foi usado como reserva. O núcleo implosivo foi misturado e consistia em Plutônio-239 e Urano-235. Uma carga desse tipo foi considerada mais segura e possibilitou o uso mais eficiente de materiais físseis. A bomba tinha 3,66 m de comprimento e pesava cerca de 800 kg. Houve duas modificações em série da bomba: Mk.1 - 15 kt e Mk.2 - 25 kt.
Uma diminuição de cinco vezes na massa em comparação com a primeira bomba atômica britânica "Blue Danube", permitiu o uso de "Red Beard" de transportadores táticos. Os testes realizados em 27 de setembro confirmaram a operabilidade do projeto, mas o refinamento e os testes adicionais da bomba continuaram até 1961.
Em meados da década de 1950, ficou claro que a aposta da liderança dos EUA na "chantagem nuclear" da URSS não havia funcionado. A União Soviética começou a criar um potencial de mísseis nucleares, o que desvalorizou amplamente a superioridade americana em bombardeiros de longo alcance e bombas nucleares. Além disso, no caso de um conflito em grande escala, o Exército Soviético tinha chances reais de derrotar as forças da OTAN na Europa. Nesse sentido, primeiro os americanos, e depois os britânicos, participaram da criação de bombas nucleares, que deveriam ser colocadas preventivamente no caminho do movimento das cunhas dos tanques soviéticos.
Para avaliar a eficácia de uma mina nuclear e destruição em solo, produzida com um pequeno enterro da carga, em 4 de outubro de 1956, foi feita uma explosão com capacidade de 1,4 kt em Maralinga, que recebeu a designação de código "Marko".
Como protótipo de mina nuclear, foi utilizado o "enchimento" da bomba atômica "Danúbio Azul", que foi produzida em duas versões: 12 e 40 kt. Ao mesmo tempo, a potência de carga foi reduzida em cerca de 10 vezes em comparação com a modificação de 12 kt, mas a explosão acabou sendo muito "suja". Após a explosão do dispositivo, enterrado a aproximadamente 1 me revestido com blocos de concreto, formou-se uma cratera com diâmetro de cerca de 40 me profundidade de 11 m.
40 minutos após a explosão, dosimetristas em tanques revestidos com placas de chumbo foram para a cratera fumegante. Vários equipamentos militares foram instalados em um raio de 460 a 1200 m. Apesar do altíssimo nível de radiação, poucas horas após o teste nuclear, iniciou-se a evacuação dos equipamentos sobreviventes e sua descontaminação.
A cratera formada após a explosão em 1967 foi preenchida com detritos radioativos coletados na área. No local do enterro, uma placa de metal foi instalada com uma inscrição alertando sobre o perigo da radiação.
No entanto, o fundo radioativo nas imediações do local do teste de solo ainda é muito diferente de seu valor natural. Aparentemente, isso se deve ao fato de que a relação de fissão da carga de plutônio-urânio era muito baixa e os materiais físseis estavam em contato com o solo.
Outra "nuvem em forma de cogumelo" ergueu-se sobre o campo experimental de Maralinga em 11 de outubro de 1956. Como parte do teste Kite, a bomba atômica do Danúbio Azul foi lançada do bombardeiro Vickers Valiant B.1. Este foi o primeiro teste real de uma bomba atômica britânica de um porta-aviões.
Como no caso do teste Marco, os britânicos não se arriscaram a testar a bomba do Danúbio Azul com capacidade de 40 kt por razões de segurança, e a liberação de energia da carga foi reduzida para 3 kt. Ao contrário de uma explosão terrestre de baixa potência, o teste nuclear Kite não causou uma grande contaminação por radiação na área nas proximidades do local de teste. A nuvem formada após a explosão atingiu uma grande altura e foi levada pelo vento na direção noroeste.
Os testes "quentes" de armas nucleares continuaram em 22 de outubro de 1956. Uma bomba atômica tática "Red Beard" Mk.1 foi detonada em uma torre de metal de 34 m de altura durante um teste sob a designação de código "Detachment". Ao mesmo tempo, a potência de carga foi reduzida de 15 kt para 10 kt.
O teste "Detachment" foi o último de uma série de explosões do programa "Buffalo", cujo objetivo era o desenvolvimento prático de bombas atômicas, antes de sua adoção em massa. O próximo ciclo de três testes nucleares, com o codinome "Antlers", pretendia testar novas ogivas e "isqueiros nucleares" usados para iniciar uma reação termonuclear.
Em 14 de setembro de 1957, foi realizado um teste conhecido como Taj. Uma carga com um TNT equivalente a 0,9 kt foi detonada em uma torre de metal. Aparentemente, no decorrer desse experimento, estava sendo elaborada a possibilidade de criar uma ogiva atômica em miniatura destinada ao uso em minas portáteis e em projéteis de artilharia. No entanto, o teste foi considerado malsucedido. Grânulos de cobalto foram usados como um "indicador" para avaliar o fluxo de nêutrons formado durante a detonação de um núcleo de plutônio implosivo. Posteriormente, os críticos do programa nuclear britânico, com base neste fato, anunciaram o desenvolvimento de uma "bomba de cobalto", que é projetada para a contaminação por radiação de longo prazo da área.
Em 25 de setembro de 1957, o teste de Biak testou a ogiva Indigo Hammer para uso em mísseis antiaéreos Bloodhound e ogivas termonucleares como a principal fonte de reação. Uma carga de 6 kt era tradicionalmente detonada em uma torre de metal.
O último "hot test", conhecido como Taranaki, foi o mais potente de Maralinga. Um dispositivo explosivo nuclear implosivo baseado em um núcleo de plutônio-urânio foi desenvolvido para iniciar uma reação termonuclear em ogivas megatoneladas.
Uma carga com capacidade de 27 kt foi suspensa sob um balão amarrado e detonada a uma altitude de 300 m. Embora em termos de liberação de energia tenha superado todas as explosões nucleares realizadas no local de teste de Maralinga antes disso, a contaminação da radiação do Taranaki teste foi relativamente pequeno. Poucos meses depois, quando os isótopos radioativos de vida curta decaíram, o local de teste foi considerado adequado para a realização de testes destinados a garantir a segurança das ogivas nucleares.
O trabalho ativo do local de teste de Maralinga continuou até 1963. As explosões nucleares aqui não queimaram mais o deserto, mas os experimentos com materiais radioativos continuaram no campo experimental. Assim, antes de 1962, 321 testes foram realizados, conhecidos coletivamente como The Times. Em uma série de experimentos, o Plutônio-239 foi estudado sob compressão explosiva. Esses testes foram necessários para definir o projeto ideal de cargas nucleares e dispositivos de detonação. O objetivo de 94 testes, conhecidos como Kittens, era desenvolver um iniciador de nêutrons que, quando uma carga nuclear fosse detonada, aumentaria dramaticamente o rendimento de nêutrons, o que por sua vez aumentaria a proporção de material físsil que entrava na reação em cadeia. Como parte da Operação Rato, no período de 1956 a 1962, os especialistas investigaram as características do comportamento de Urano-235 durante o início de uma reação em cadeia. O programa de pesquisa da Fox estudou o comportamento dos componentes das bombas atômicas em condições típicas de um acidente de avião. Para fazer isso, simuladores de munições nucleares de aviação em série e promissoras, contendo uma quantidade insuficiente de material físsil para uma reação em cadeia, mas reproduzindo totalmente produtos reais, foram submetidos a cargas de choque e colocados em querosene em combustão por várias horas. No total, cerca de 600 experimentos com substâncias radioativas foram realizados no local de teste. Durante esses experimentos, centenas de quilos de Urânio-235, Urânio-238, Plutônio-239, Polônio-210, Actínio-227 e Berílio entraram no meio ambiente.
Somente no local usado para o teste de Taranaki, 22 kg de plutônio foram dispersos durante os testes de Fox. Como resultado, a área foi contaminada muitas vezes mais do que após uma explosão nuclear. Como, como resultado da erosão eólica, havia uma ameaça real de disseminação da radiação para outras áreas, as autoridades australianas exigiram que o perigo fosse removido. A primeira tentativa de eliminar as consequências do teste, conhecida como Operação Bramby, foi feita pelos britânicos em 1967. Então foi possível coletar os destroços mais radiantes e enterrá-los na cratera formada após a explosão do "Marko".
Cerca de 830 toneladas de material contaminado, incluindo 20 quilos de plutônio, foram enterrados em 21 poços no local de teste de Taranaki. Cercas de malha com sinais de alerta surgiram em torno das áreas mais radioativas do terreno. Também foram feitas tentativas para remover o solo em locais mais contaminados com plutônio, mas devido às condições difíceis, alta radiação de fundo e a necessidade de grandes investimentos financeiros, a obra não pôde ser totalmente concluída.
Em meados da década de 1980, os australianos pesquisaram o aterro sanitário e as áreas circundantes. Descobriu-se que a escala de poluição por radiação é muito maior do que se pensava e esta área não é adequada para habitação. Em 1996, o governo australiano alocou US $ 108 milhões para um projeto de limpeza do local de testes nucleares de Maralinga. Alguns dos resíduos mais perigosos anteriormente enterrados em fossos convencionais foram desenterrados e reenterrados em poços de concreto selados com maciças tampas de aço. Para evitar a propagação de poeira radioativa, um forno elétrico especial foi instalado no local de teste, no qual o solo radioativo retirado da superfície foi fundido com vidro. Isso tornou possível enterrar materiais radioativos em fossas não isoladas. No total, mais de 350 mil m³ de solo, entulho e entulho foram processados e soterrados em 11 covas. Oficialmente, a maior parte do trabalho de descontaminação e recuperação foi concluída em 2000.
Na Austrália, nos locais de teste de Monte Bello, Emu Field e Maralinga, um total de 12 cargas nucleares foram detonadas. Embora o poder das explosões fosse relativamente pequeno, após a maioria dos testes atômicos, um aumento acentuado no fundo radioativo foi registrado a uma distância considerável dos locais de teste. Uma característica dos testes nucleares britânicos foi a ampla participação de grandes contingentes de tropas neles. Cerca de 16.000 civis e militares australianos e 22.000 militares britânicos estiveram envolvidos em testes de armas nucleares.
Os aborígenes australianos tornaram-se cobaias involuntárias. Autoridades britânicas e australianas há muito negam uma ligação entre os testes nucleares e a alta mortalidade entre os aborígenes, mas estudos mostraram que os ossos de residentes locais que vagavam nas áreas adjacentes ao local de teste são ricos em estrôncio-90 radioativo. Em meados da década de 1990, o governo australiano reconheceu os efeitos negativos da radiação na saúde dos aborígenes e fez um acordo com a tribo Trjarutja para pagar uma indenização no valor de US $ 13,5 milhões.
Em 2009, o terreno onde o aterro estava localizado foi oficialmente transferido para os proprietários originais. Desde 2014, o território do antigo local de testes nucleares de Maralinga, com exceção dos cemitérios nucleares, está aberto à visitação gratuita de todos.
Atualmente, os proprietários do terreno onde o local de teste foi localizado anunciam ativamente "turismo nuclear". Os turistas chegam principalmente em pequenos jatos particulares. Edifícios restaurados na vila residencial e acampamentos recém-construídos são usados para acomodar visitantes. Há um museu que conta a história do aterro e um novo hotel está em construção. Há uma torre de água no topo da colina.
Durante uma visita ao campo experimental, onde os testes foram realizados diretamente, os turistas não são recomendados para coletar lembranças por conta própria. Pedaços de "vidro atômico" - areia sinterizada sob a influência da alta temperatura são oferecidos como lembranças por pouco dinheiro. Com o passar dos anos desde os testes, deixou de ser radioativo e não representa perigo.