德国是最早从事核武器研究的与试验的国家

1938年12月，德国科学家哈恩和斯特拉斯曼花了6年时间，发现了铀裂变现象，并且掌握了分裂原子核的基本方法。1939年4月，哈塔克向陆军工兵署写信，指出：“首先用上它的国家将取得对别国的压倒优势”。德国于当月30日召开了由6位原子科学家参加的“铀设备”会议，并在柏林成立了一个“德国铀协会”。1940年初，由物理学家魏茨泽克、海森堡、布雷格和施罗德等制定了德国核研究计划，代号为“U工程”。执行这一计划的领导机构是“帝国研究委员会”。他们很快便设计并建造出了第一座用于试验的核反应堆。当时德国已占领了捷克斯洛伐克，并获得了普日布拉姆和雅希莫夫沥青铀矿；德国地质学家在本国东部地区也发现了铀矿；同时德国还在挪威南部建造了一座世界上最大的重水生产工厂，从而使核武器研制的基本原料问题得到了解决。1942年，海森堡和德佩尔运用一个球形装置使反应堆得到成功，打开了制造原子弹的大门。当时布雷格认定最理想的中子减速剂的普拉尼亚工厂生产出的炭片一直含有二硫化铁、钙和硫等杂质，使布雷格的研究所试验遭到了失败。他经过无数次的试验找到了“重水”当减速剂，但制造原子弹的日期即被大大推迟了。在此期间，英国和美国已经确认德国正在试验和制造这种威力巨大得令人无法想象的核武器，因此同盟国不断派出飞机对德国的试验基地进行轰炸，主要目标之一就是德国的核试验场所，又不惜代价地破坏了德国生产“重水”的工厂，使得德国人不得不把设在挪威这个工厂的设备和1100多千克重水运往德国本土。英国1944年2月20日派出一个特别行动小组，将运载设备和重水的“海德”号轮船炸沉于波罗的海，延缓了德国研制生产原子弹的进程。直到第二次世界大战结束时，德国人也没能制造出一颗原子弹。

1945年7月16日，美国研制的人类第一颗原子弹试验爆炸成功

1938年，哈恩成功地把铀原子核打裂成两大块，震动了全球科学界。匈牙利血统的美国物理学家西拉德1939年7月邀请了另外两名匈牙利血统的物理学家威格纳和特勒，一起拜访了物理学家爱因斯坦和罗斯福总统的私人顾问萨克斯，陈述了研制核武器对于战争进程可能带来的巨大影响作用。8月，爱因斯坦即写信给美国总统罗斯福，详细阐述了研制原子弹的重要性。萨克斯在白宫和罗斯福共进早餐的时候，还讲了一个历史故事，大意是拿破仑由于没有支持发明汽船的富尔顿，因此错过了用汽船装备法国海军打败美国的机会。罗斯福被萨克斯的论证所打动，决定支持研制原子弹的工作。1939年10月11日，美国总统罗斯福下令成立“铀顾问委会员”。1941年7月，英国政府派出科学家代表团到美国，并希望同美国合作研制开发原子弹。10月11日，美国总统罗斯福也写信给英国首相丘吉尔建议两国科学家合作研制原子弹。1942年，罗斯福决定成立原子弹研究机构，地址设在纽约，代号为“曼哈顿工程”。这一工程投资22亿美元，投入人力达50余万。工程由格罗夫斯负责全面指挥，芝加哥大学教授康普顿负责裂变材料的制备工作，美籍意大利著名科学家费米负责制造原子反应堆，物理学家奥本海默为原子弹总设计师。1942年12月在费米领导下，于芝加哥大学建成世界上第一座核反应堆，并于12月2日下午，首次实现人工控制的链式核瓜。但得到铀并非易事，经过无数实验，费米终于发现钚竟是一种比铀更加易于分裂的原子炸药。因此美国又建造了三座石墨水冷生产堆和一个后处理厂以生产钚。到1945年，美国人花费20多亿美元，终于研制成3枚原子弹，分别命名为“小玩意儿”，“小男孩”和“胖子”。1945年7月16日上午5时24分，美国在新墨西哥州阿拉莫戈多的“三一”试验场内30米高的铁塔上，进行了人类有史以来的第一次核试验。“小玩意儿”钚装药重6.1千克，梯恩梯当量2.2万吨，试验中由于核爆炸产生了上千万度的高温和数百亿个大气压，致使一座30米高的铁塔被熔化为气体，并在地面上形成一个巨大的弹坑。核爆炸腾起的烟尘若垂天之云，极为恐怖。在半径为400米的范围内，沙石被熔化成了黄绿色的玻璃状物质，半径为1600米的范围内，所有的动物全部死亡。这颗原子弹的威力，要比科学家们原估计的大出了近20倍。