Ngay cả trước khi bãi thử Emu Field bị loại bỏ, người Anh đã yêu cầu chính phủ Úc cung cấp một địa điểm mới để xây dựng một trường thí nghiệm mới được thiết kế để thử nghiệm điện tích hạt nhân và các thành phần của chúng. Đồng thời, dựa trên kinh nghiệm thu được trong các cuộc thử nghiệm trên quần đảo Monte Bello và tại địa điểm Emu Field, việc bố trí nhân sự, sự thuận tiện của việc vận chuyển hàng hóa và vật liệu đến bãi chôn lấp, cũng như triển khai một phòng thí nghiệm và cơ sở nghiên cứu. Một vai trò quan trọng được đóng bởi sự xa xôi với các khu vực đông dân cư, các yếu tố khí hậu và hướng gió tăng (điều này lẽ ra phải giảm thiểu tác động của bức xạ đối với dân cư).
Việc xây dựng một bãi thử hạt nhân quy mô lớn mới tại Maralinga, cách Emu Field khoảng 180 km về phía nam, bắt đầu vào tháng 5/1955. Khu vực này, do điều kiện khí hậu khắc nghiệt, dân cư rất nghèo nàn, nhưng dọc theo bờ biển phía nam của Úc, qua vùng sa mạc về phía Adelaide, thành phố lớn nhất ở Nam Úc, có một số con đường tốt. Nó cách khu định cư Maralinga khoảng 150 km đến bờ biển của Vịnh Great Australian, và một số thiết bị và vật liệu, nếu cần thiết, có thể được dỡ lên bờ và chuyển đến bãi rác bằng đường bộ.
Sau khi các thổ dân tái định cư ở vùng lân cận Maralinga, việc xây dựng quy mô lớn được bắt đầu. Như ở Emu Field, việc đầu tiên cần làm ở đây là dựng một đường băng thủ đô dài 2,4 km. Cho đến giữa những năm 1980, đây là đường băng dài nhất ở Nam Úc. Đường băng bê tông tại Maralinga vẫn trong tình trạng tốt và có thể tiếp nhận máy bay nặng nhất. Sân thử nghiệm chính cho các vụ thử hạt nhân nằm cách sân bay khoảng 25 km về phía bắc.
Một ngôi làng với các tòa nhà kinh đô được xây dựng cách sân bay 4 km về phía tây, nơi có hơn 3.000 người sinh sống. Ngay từ ban đầu, điều kiện sống và nghỉ ngơi của nhân viên phục vụ bãi rác đã được chú ý rất nhiều.
Sau khi có thể chuyển phần lớn công nhân từ các lều tạm, ngôi làng có sân vận động riêng và hồ bơi ngoài trời. Đó là một điều xa xỉ đối với một bãi thử hạt nhân ở rìa sa mạc.
Mặc dù Anh chính thức có bom nguyên tử vào giữa những năm 1950, quân đội Anh không chắc chắn về hiệu quả thực tế và độ tin cậy của chúng. Không giống như Mỹ và Liên Xô, người Anh không có cơ hội thử nghiệm chúng từ các tàu sân bay thực sự; các vụ nổ thử nghiệm được thực hiện tĩnh tại: dưới nước hoặc trên tháp kim loại. Về vấn đề này, một chu kỳ thử nghiệm gồm bốn vụ nổ, được gọi là Chiến dịch Buffalo, được dành để thử nghiệm các loại bom nguyên tử đã được đưa vào sử dụng.
Vụ nổ hạt nhân đầu tiên thiêu rụi sa mạc tại bãi thử Maralinga vào ngày 27/9/1956. Một nguyên mẫu của bom nguyên tử rơi tự do, được gọi là Red Beard trong mật mã cầu vồng của Anh, đã được kích nổ trên một tháp kim loại. Bản thân bài kiểm tra có tên mã là "Cây cô đơn". Sức mạnh của vụ nổ, theo dữ liệu cập nhật, là 12,9 kt. Đám mây phóng xạ hình thành do vụ nổ đã tăng lên độ cao hơn 11.000 m. Ngoài miền nam Australia, sự gia tăng phông phóng xạ đã được ghi nhận ở các khu vực phía đông và đông bắc.
So với quả bom nguyên tử đầu tiên của Anh "Blue Danube", được thử nghiệm vào ngày 27 tháng 9, nguyên mẫu của bom "Râu đỏ" về mặt cấu trúc hoàn hảo hơn nhiều. Hệ thống cung cấp điện, khởi tạo và bảo vệ được cải tiến giúp loại bỏ pin axit-chì không đáng tin cậy được sử dụng trong Blue Danube. Thay vì các cảm biến khí áp cồng kềnh, một máy đo độ cao vô tuyến đã được sử dụng và một cầu chì tiếp xúc được sử dụng như một phương tiện dự phòng. Lõi nổ được trộn lẫn và bao gồm Plutonium-239 và Uranus-235. Điện tích kiểu này được coi là an toàn hơn và có thể sử dụng hiệu quả hơn các vật liệu phân hạch. Quả bom dài 3,66 m và nặng khoảng 800 kg. Có hai sửa đổi nối tiếp của quả bom: Mk.1 - 15 kt và Mk.2 - 25 kt.
Khối lượng giảm gấp 5 lần so với quả bom nguyên tử đầu tiên của Anh "Blue Danube", cho phép sử dụng "Red Beard" từ các tàu sân bay chiến thuật. Các cuộc thử nghiệm được thực hiện vào ngày 27 tháng 9 đã xác nhận khả năng hoạt động của thiết kế, nhưng việc cải tiến và thử nghiệm bổ sung đối với quả bom vẫn tiếp tục cho đến năm 1961.
Vào giữa những năm 1950, rõ ràng là sự tham gia của giới lãnh đạo Hoa Kỳ vào "vụ tống tiền hạt nhân" của Liên Xô đã không có tác dụng. Liên Xô bắt đầu tạo ra tiềm lực tên lửa hạt nhân, điều này đã làm mất đi phần lớn ưu thế của Mỹ về máy bay ném bom tầm xa và bom hạt nhân. Ngoài ra, trong trường hợp xảy ra xung đột quy mô lớn, Quân đội Liên Xô có cơ hội thực sự để đánh bại các lực lượng NATO ở châu Âu. Về vấn đề này, đầu tiên là người Mỹ, và sau đó là người Anh, đã tham gia vào việc chế tạo bom hạt nhân, thứ được đặt trước trên con đường di chuyển của các nêm xe tăng Liên Xô.
Để đánh giá mức độ hiệu quả của một quả mìn hạt nhân và sự phá hủy trên mặt đất, được sản xuất với một lượng nhỏ chất thải, vào ngày 4 tháng 10 năm 1956, một vụ nổ có công suất 1,4 kt đã được thực hiện ở Maralinga, mang mã hiệu "Marko".
Là một nguyên mẫu của một quả mìn hạt nhân, quả bom nguyên tử "Blue Danube" đã được sử dụng, nó được sản xuất với hai phiên bản: 12 và 40 kt. Đồng thời, năng lượng sạc đã giảm khoảng 10 lần so với sửa đổi 12 kt, nhưng vụ nổ hóa ra rất "bẩn". Sau khi phát nổ thiết bị được chôn lấp xấp xỉ 1 m và lót bằng các khối bê tông, một miệng núi lửa có đường kính khoảng 40 m và sâu 11 m đã được hình thành.
40 phút sau khi vụ nổ xảy ra, các máy đo liều lượng trong xe tăng được lót bằng các tấm chì đã di chuyển đến miệng núi lửa. Nhiều thiết bị quân sự khác nhau đã được lắp đặt trong bán kính từ 460 đến 1200 m. Mặc dù mức độ phóng xạ rất cao, vài giờ sau vụ thử hạt nhân, việc sơ tán các thiết bị còn sót lại và quá trình khử nhiễm đã bắt đầu.
Miệng núi lửa hình thành sau vụ nổ năm 1967 chứa đầy các mảnh vỡ phóng xạ thu thập được trong khu vực. Tại khu chôn cất, một tấm kim loại được lắp đặt với dòng chữ cảnh báo về sự nguy hiểm của bức xạ.
Tuy nhiên, nền phóng xạ trong vùng lân cận của bãi thử nghiệm trên mặt đất vẫn rất khác so với giá trị tự nhiên của nó. Rõ ràng, điều này là do tỷ lệ phân hạch của điện tích plutonium-uranium rất thấp và các vật liệu phân hạch tiếp xúc với mặt đất.
Một "đám mây hình nấm" khác mọc lên trên cánh đồng thử nghiệm của Maralinga vào ngày 11 tháng 10 năm 1956. Là một phần của cuộc thử nghiệm Kite, quả bom nguyên tử Blue Danube được thả từ máy bay ném bom Vickers Valiant B.1. Đây là vụ thả thử bom nguyên tử thực sự đầu tiên của Anh từ máy bay trên tàu sân bay.
Như trong trường hợp thử nghiệm Marco, người Anh đã không mạo hiểm thử nghiệm quả bom Blue Danube có công suất 40 kt vì lý do an toàn, và sự giải phóng năng lượng của điện tích giảm xuống còn 3 kt. Không giống như một vụ nổ trên mặt đất có công suất thấp hơn, vụ thử hạt nhân Kite không gây ra sự nhiễm xạ lớn cho khu vực lân cận bãi thử. Đám mây hình thành sau vụ nổ đã bốc lên cao và bị gió thổi bay theo hướng Tây Bắc.
Các vụ thử "nóng" vũ khí hạt nhân tiếp tục diễn ra vào ngày 1956-10-22. Một quả bom nguyên tử chiến thuật "Red Beard" Mk.1 đã được kích nổ trên một tháp kim loại cao 34 m trong một cuộc thử nghiệm với mật danh "Detachment". Đồng thời, công suất điện tích giảm từ 15 kt xuống 10 kt.
Thử nghiệm "Detachment" là thử nghiệm cuối cùng trong một loạt các vụ nổ của chương trình "Buffalo", mục đích của nó là sự phát triển thực tế của bom nguyên tử, trước khi chúng được đưa vào sử dụng hàng loạt. Chu kỳ tiếp theo của ba vụ thử hạt nhân, có tên mã là "Antlers", nhằm thử nghiệm các đầu đạn mới và "bật lửa hạt nhân" được sử dụng để bắt đầu phản ứng nhiệt hạch.
Vào ngày 14 tháng 9 năm 1957, một cuộc thử nghiệm đã được thực hiện được gọi là Taj. Một điện tích với TNT tương đương 0,9 kt được kích nổ trên một tháp kim loại. Rõ ràng, trong quá trình thử nghiệm này, khả năng tạo ra một đầu đạn nguyên tử thu nhỏ nhằm mục đích sử dụng trong mìn ba lô di động và trong đạn pháo đang được tìm ra. Tuy nhiên, cuộc thử nghiệm được cho là không thành công. Các hạt coban được sử dụng như một "chất chỉ thị" để đánh giá thông lượng neutron được hình thành trong quá trình kích nổ một hạt nhân plutonium đang nổ. Sau đó, những người chỉ trích chương trình hạt nhân của Anh, trên cơ sở thực tế này, đã tuyên bố phát triển một loại "bom coban", được thiết kế để làm ô nhiễm phóng xạ lâu dài trong khu vực.
Vào ngày 25 tháng 9 năm 1957, cuộc thử nghiệm Biak đã thử nghiệm đầu đạn Indigo Hammer để sử dụng trên tên lửa phòng không Bloodhound và đầu đạn nhiệt hạch là nguồn phản ứng chính. Theo truyền thống, một điện tích 6 kt được kích nổ trên một tháp kim loại.
"Thử nghiệm nóng" mới nhất, được gọi là Taranaki, là mạnh nhất ở Maralinga. Một thiết bị nổ hạt nhân có khả năng nổ dựa trên lõi plutonium-uranium đã được phát triển để bắt đầu phản ứng nhiệt hạch trong đầu đạn megaton.
Một điện tích có công suất 27 kt được treo dưới một khí cầu có dây buộc và phát nổ ở độ cao 300 m. Mặc dù về mặt giải phóng năng lượng, nó vượt qua tất cả các vụ nổ hạt nhân được thực hiện tại bãi thử Maralinga trước đó, nhưng sự nhiễm phóng xạ từ Taranaki thử nghiệm tương đối nhỏ. Vài tháng sau, khi các đồng vị phóng xạ tồn tại trong thời gian ngắn bị phân hủy, địa điểm thử nghiệm được coi là thích hợp để tiến hành các cuộc thử nghiệm được thiết kế để đảm bảo an toàn cho các đầu đạn hạt nhân.
Hoạt động tích cực của bãi thử Maralinga tiếp tục cho đến năm 1963. Các vụ nổ hạt nhân bùng phát ở đây không còn thiêu đốt sa mạc nữa, nhưng các thí nghiệm với chất phóng xạ vẫn tiếp tục trên cánh đồng thí nghiệm. Vì vậy, trước năm 1962, 321 cuộc thử nghiệm đã được thực hiện, được gọi chung là Times. Trong một loạt các thí nghiệm, Plutonium-239 đã được nghiên cứu trong quá trình nén nổ. Các cuộc thử nghiệm như vậy là cần thiết để tìm ra thiết kế tối ưu của các thiết bị kích nổ và điện tích hạt nhân. Mục tiêu của 94 cuộc thử nghiệm, được gọi là Kittens, là phát triển một chất khơi mào neutron, khi một điện tích hạt nhân được kích hoạt, sẽ làm tăng đáng kể sản lượng neutron, do đó sẽ làm tăng tỷ lệ vật liệu phân hạch tham gia vào chuỗi phản ứng. Là một phần của Chiến dịch Rat, trong giai đoạn từ năm 1956 đến năm 1962, các chuyên gia đã điều tra các đặc điểm về hành vi của Uranus-235 trong quá trình bắt đầu phản ứng dây chuyền. Chương trình nghiên cứu của Fox đã nghiên cứu hành vi của các thành phần của bom nguyên tử trong các điều kiện điển hình của một vụ tai nạn máy bay. Để làm được điều này, các thiết bị mô phỏng vũ khí hạt nhân hàng không nối tiếp và có triển vọng, chứa không đủ lượng vật liệu phân hạch cho phản ứng dây chuyền, nhưng có thể tái tạo hoàn toàn các sản phẩm thực, đã phải chịu tải trọng và được đặt trong dầu hỏa đang cháy trong vài giờ. Tổng cộng, khoảng 600 thí nghiệm với chất phóng xạ đã được thực hiện tại địa điểm thử nghiệm. Trong các thí nghiệm này, hàng trăm kg Uranium-235, Uranium-238, Plutonium-239, Polonium-210, Actinium-227 và Beryllium đã đi vào môi trường.
Chỉ tại địa điểm được sử dụng cho thử nghiệm Taranaki, 22 kg plutonium đã được phân tán trong các thử nghiệm của Fox. Kết quả là khu vực này đã bị ô nhiễm gấp nhiều lần so với sau một vụ nổ hạt nhân. Do hậu quả của sự xói mòn do gió gây ra mối đe dọa thực sự về sự lan truyền bức xạ đến các khu vực khác, các nhà chức trách Australia yêu cầu loại bỏ mối nguy hiểm này. Nỗ lực đầu tiên nhằm loại bỏ hậu quả của vụ thử, được gọi là Chiến dịch Bramby, được thực hiện bởi người Anh vào năm 1967. Sau đó, có thể thu thập các mảnh vỡ bức xạ nhiều nhất và chôn chúng trong miệng núi lửa được hình thành sau vụ nổ "Marko".
Khoảng 830 tấn vật liệu bị ô nhiễm, bao gồm 20 kg plutonium, đã được chôn trong 21 hố tại bãi thử Taranaki. Hàng rào lưới với các dấu hiệu cảnh báo đã xuất hiện xung quanh các khu vực phóng xạ nhiều nhất của địa hình. Các nỗ lực cũng được thực hiện để loại bỏ đất ở những nơi bị ô nhiễm plutonium nhiều nhất, nhưng do điều kiện khó khăn, nền bức xạ cao và nhu cầu đầu tư tài chính lớn, công việc không thể hoàn thành.
Vào giữa những năm 1980, người Úc đã khảo sát bãi rác và các khu vực xung quanh. Hóa ra quy mô ô nhiễm phóng xạ lớn hơn nhiều so với suy nghĩ trước đây và khu vực này không thích hợp để sinh sống. Năm 1996, chính phủ Australia đã phân bổ 108 triệu USD cho dự án làm sạch bãi thử hạt nhân Maralinga. Một số chất thải nguy hại nhất trước đây được chôn trong các hố thông thường đã được đào lên và cải tạo lại trong các giếng bê tông được bịt kín bằng những tấm thép khổng lồ. Để ngăn chặn sự phát tán của bụi phóng xạ, một lò điện đặc biệt đã được lắp đặt tại địa điểm thử nghiệm, trong đó đất phóng xạ được lấy ra khỏi bề mặt được nung chảy với thủy tinh. Điều này làm cho nó có thể chôn các vật liệu phóng xạ trong các hố không được cách nhiệt. Tổng cộng, hơn 350.000 m³ đất, mảnh vụn và mảnh vụn đã được xử lý và chôn lấp trong 11 hố. Chính thức, phần lớn công việc khử nhiễm và cải tạo đã được hoàn thành vào năm 2000.
Tại Australia, tại các bãi thử Monte Bello, Emu Field và Maralinga, tổng cộng 12 hạt điện tích đã được kích nổ. Mặc dù sức công phá của các vụ nổ là tương đối nhỏ, nhưng sau hầu hết các vụ thử nghiệm nguyên tử, nền phóng xạ đã tăng mạnh được ghi nhận ở một khoảng cách đáng kể so với các địa điểm thử nghiệm. Một đặc điểm nổi bật của các vụ thử hạt nhân của Anh là sự tham gia rộng rãi của các lực lượng lớn quân đội trong đó. Khoảng 16.000 dân thường và quân nhân Úc và 22.000 quân nhân Anh đã tham gia thử nghiệm vũ khí hạt nhân.
Các thổ dân Úc trở thành lợn guinea không tự nguyện. Các nhà chức trách Anh và Úc từ lâu đã phủ nhận mối liên hệ giữa các vụ thử hạt nhân và tỷ lệ tử vong cao ở thổ dân, nhưng các nghiên cứu đã chỉ ra rằng xương của những cư dân địa phương đi lang thang ở các khu vực gần khu thử nghiệm chứa nhiều chất phóng xạ Strontium-90. Vào giữa những năm 1990, chính phủ Úc đã nhận ra những tác động tiêu cực của bức xạ đối với sức khỏe của thổ dân và đã ký một thỏa thuận với bộ tộc Trjarutja để bồi thường với số tiền là 13,5 triệu đô la.
Năm 2009, khu đất đặt bãi rác chính thức được chuyển nhượng cho các chủ sở hữu ban đầu. Kể từ năm 2014, lãnh thổ của bãi thử hạt nhân Maralinga trước đây, ngoại trừ khu chôn cất hạt nhân, đã mở cửa cho mọi người tham quan miễn phí.
Hiện các ông chủ khu đất nơi đặt bãi thử tích cực quảng cáo “du lịch hạt nhân”. Khách du lịch đến chủ yếu bằng máy bay phản lực tư nhân nhỏ. Các tòa nhà đã được khôi phục lại trong làng dân cư và các khu cắm trại mới được xây dựng được sử dụng để phục vụ du khách. Có một bảo tàng kể về lịch sử của bãi rác, và một khách sạn mới đang được xây dựng. Có một tháp nước trên đỉnh đồi.
Trong chuyến tham quan thực nghiệm, nơi trực tiếp thực hiện các thử nghiệm, khách du lịch không nên tự ý lấy đồ lưu niệm. Những mảnh "thủy tinh nguyên tử" - cát nung kết dưới tác động của nhiệt độ cao được đưa ra làm quà lưu niệm với số tiền ít ỏi. Trong nhiều năm trôi qua kể từ các cuộc thử nghiệm, nó đã không còn bị nhiễm phóng xạ và không gây nguy hiểm.
