KC-135 et B-5217 janvier 1966. Au cours d'un ravitaillement de carburant en vol au large de Palomares, en Espagne, le nez d'un avion-citerne américain KC-135 percute un bombardier B-52. Les deux avions explosent, tuant 8 membres d'équipage. Sur les quatre bombes H, deux sont détruites à l'impact au sol, dispersant environ 4,5 kg de plutonium sur 250 ha jusqu'aux fermes situées à 1,6 km des côtes. La troisième bombe touche le sol et reste presque intacte près de Palomares. La quatrième bombe est perdue au large des côtes. Le Département de la Défense des États-Unis dément avoir perdu des bombes, alors que la presse est au courant. Une fouille de 80 jours impliquant 3 000 hommes et 38 vaisseaux de l'US Navy permet à un sous-marin ALVIN de retrouver la bombe à 869 mètres de profondeur, à 8 km du rivage. Durant la décontamination, 1 400 tonnes de sol légèrement contaminé sont expédiées vers le centre de retraitement de Savannah River Plant à Aiken en Caroline du Sud.

Les plants de tomates contaminés sont enterrés ou brûlés. L'Espagne n'ayant pas édicté de mesures en cas d'accident nucléaire, les États-Unis, en concertation avec l'Espagne, appliquent les recommandations utilisées au site d'essais du Nevada concernant le plutonium et les autres substances radioactives. En 1971, seuls 100 villageois (6 % de la population) ont été examinés. 29 tests de contamination positifs sont écartés car jugés « statistiquement insignifiants ». En date de 2008, certaines zones restent encore contaminées. Selon un rapport de la Defense Nuclear Agency (DNA) de 1975 : « Palomares demeure l'un des quelques sites dans le monde servant de laboratoire expérimental, probablement le seul offrant un regard sur une zone agricole ».