Нишина даже для японца был мал ростом. Этого ученого с почти квадратным дружелюбным лицом, усеянным маленькими бородавками, знали и любили ученые-атомщики всего мира. В двадцатых годах он работал под руководством Нильса Бора в Копенгагене и вместе с другими учениками Бора вывел так называемую «формулу Клейна-Нишины» (Klein-Nishina formula). По возвращении в Японию он основал там школу атомной физики. Поэтому именно от него и ждали сведений о новом оружии.
В течение нескольких часов после катастрофы в Хиросиме никто в Токио толком не знал, что там произошло. Самое первое официальное сообщение содержалось в телеграмме старшего гражданского чиновника округа Чугоку. В ней говорилось, что Хиросима была атакована «небольшим количеством самолетов», которые применили «совершенно новый тип бомбы». Утром 7 августа заместитель начальника Генерального штаба Шавабе получил донесение, одна фраза которого казалась совершенно непостижимой: «Город Хиросима в одно мгновенье был уничтожен полностью одной бомбой». Кавабе немедленно вспомнил: ведь Нишина однажды говорил ему, что по данным японской морской разведки, возможна атомная бомбардировка. Как только профессор прибыл, Кавабе спросил: «Можете ли вы сделать атомную бомбу за шесть месяцев? При благоприятном стечении обстоятельств мы смогли бы продержаться этот срок». Нишина ответил: «При настоящих условиях и шести лет было бы недостаточно. Во всяком случае, у нас нет урана».
Затем ученому задали вопрос, не может ли он предложить эффективный метод защиты против новых бомб. «Сбивайте каждый вражеский самолет, который появится над Японией», — только и смог посоветовать ученый.
Нишине предложили вылететь в Хиросиму и проверить свои предположения относительно нового оружия на месте. Было принято решение, что комиссия, составленная главным образом из военных, в тот же день вылетит на двух самолетах с аэродрома Токаразава на место бедствия.
У самолета, на котором летел Нишина, закапризничал мотор, и ему с полпути пришлось вернуться обратно в Токио. В то время в Японии было так мало пригодных самолетов, что пришлось ждать еще сутки, прежде чем ученый смог снова вылететь в Хиросиму.
В ожидании вылета произошло событие, которое произвело на профессора глубокое впечатление. Вместе со своим учеником Фукуда он стоял на одной из токийских улиц, когда в небе показался одиночный американский самолет «Би-29». Жители Токио привыкли к массированным налетам, и так как газеты еще не получили разрешения на публикацию каких-либо сведений о новой бомбе, то население города обратило очень мало внимания на одиночный вражеский самолет, который, видимо, отбился от своего соединения. Но оба ученых ощутили страх и побежали в поисках бомбоубежища. Фукуда рассказывает: «В тот момент нас остро терзала совесть. Из всех окружавших нас людей только мы одни знали о том, что даже одиночный самолет с единственной бомбой может вызвать более ужасную катастрофу, чем все эскадрильи, участвовавшие в прежних налетах, вместе взятые. Нам хотелось кричать всем этим равнодушным людям: «Бегите в убежище! Это может быть не обычный самолет и с не обычными бомбами!» Но Генеральный штаб строго требовал от нас хранить все это в секрете, даже от наших семей. Мы должны были молчать. Охваченные гневом и стыдом за то, что не можем предупредить наших сограждан, мы считали минуту за минутой в этом бомбоубежище. Мы почти не дышали, пока не прозвучал сигнал отбоя воздушной тревоги. К счастью, на этот раз атомная бомба не была сброшена. Но эта счастливая случайность не рассеяла нашего подавленного настроения. Мы не смели предупредить своих сограждан и поэтому чувствовали, что совершаем предательство по отношению к ним. Мой уважаемый профессор Нишина никогда не мог потом избавиться от ощущения своей виновности».
На следующий день Нишина снова вылетел в Хиросиму, все еще надеясь, что, может быть, он ошибся. В добавление к горю, которое он испытывал как патриот, его еще мучил страх, что если сверхоружие такого сорта действительно создано и пущено в ход, то ученые Запада, его многолетние друзья, в глазах японского народа должны были выглядеть бесчеловечными чудовищами. Когда после полудня 8 августа он увидел с самолета огромную дымящуюся груду развалин, в которую превратился этот цветущий город, все его опасения подтвердились.
Позднее он говорил допрашивавшим его американским офицерам: «Увидев разрушения с воздуха, я сразу же понял, что ничто, кроме атомной бомбы, не могло причинить таких опустошений».