導下，1942年12月建成並達到臨界；而德國采用的是重水反應堆,生產鈈239，到1945年初才建成一座不大的次臨界裝置。為生產高濃鈾，德國曾著重於高速離心機的研製,由於空襲和電力、物資缺乏等原因,進展很緩慢。其次,A.希特勒迫害科學家,以及有的科學家持不合作態度，是這方麵工作進展不快的另一原因。更主要的是，德國法西斯頭目過分自信，認為戰爭可以很快結束,不需要花氣力去研製尚無必成把握的原子彈,先是不予支持，後來再抓已困難重重，研製工作終於失敗。
1945年5月德國投降後，美國有不少知道“曼哈頓工程”內幕的人士，包括以物理學家J.弗蘭克為首的一大批從事這一工作的科學家，反對用原子彈轟炸日本城市。當時，日本侵略軍受到中國人民長期抗戰的有力打擊，實力大大削弱。美、英在太平洋地區的進攻，又幾乎全部摧毀日本海軍，海上封鎖使日本國內的物資供應極為匱泛。在日本失敗已成定局的情況下,美國仍於8月6日、9日先後在日本的廣島和長崎投下了僅有的兩顆原子彈。
蘇聯在1941年6月遭受德軍入侵前,也進行過研製原子彈的工作。鈾原子核的自發裂變，是在這一時期內由蘇聯物理學家Г.Н.弗廖羅夫和Κ.А.佩特紮克發現的。衛國戰爭爆發後，研製工作被迫中斷,直到1943年初才在物理學家И.В.庫爾恰托夫的組織領導下逐漸恢複，並在戰後加速進行。1949年8月,蘇聯進行了原子彈試驗。1950年1月,美國總統H.S.杜魯門下令加速研製氫彈。1952年11月，美國進行了以液態氘為熱核燃料的氫彈原理試驗，但該實驗裝置非常笨重,不能用作武器。1953年8月，蘇聯進行了以固態氘化鋰6為熱核燃料的氫彈試驗,使氫彈的實用成為可能。 美國於1954年2月進行了類似的氫彈試驗。英國、法國先後在50和60年代也各自進行了原子彈與氫彈試驗。
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