С ростом информации об опасности радиоактивных продуктов их популярность в быту сошла на нет, но экстремальные условия в годы Второй мировой подтолкнули мир к существенному прогрессу в ядерной сфере. Англия с самого начала билась над разгадкой тайн, которые позволили бы использовать деление ядра в военных целях. У Германии тоже была собственная ядерная программа, но главный упор в ней ставился на разработку энергетического реактора. Американцев в основном интересовали возможности применения ядерной энергии на флоте, но, после того как 7 декабря 1941 года японцы атаковали Перл-Харбор, США начали собственные серьезные исследования ядерного деления и вложили огромные ресурсы и силы в создание атомной бомбы. Всего за год в университете Чикаго под руководством нобелевского лауреата Энрико Ферми в рамках проекта «Манхэттен» был собран первый в мире ядерный реактор, «Чикагская поленница-1». Первый опыт по достижению надкритического состояния с развитием самоподдерживающейся цепной реакции на этой установке (которую Ферми описал знаменитой фразой: «Примитивная груда черных кирпичей и бревен»[10]), состоялся 2 декабря 1942 года. В качестве замедлителя использовался графит, какие бы то ни было системы радиационной защиты и охлаждения отсутствовали[11]. Это был колоссальный и безрассудный риск со стороны Ферми, ему пришлось убеждать коллег, что его расчеты достаточно точны и вероятность взрыва можно исключить.
О том, что в США, Англии и Германии серьезно занялись изучением деления ядра, Сталин узнал, только когда вернувшийся с фронта молодой ученый Георгий Флеров заметил: международные научные журналы перестали публиковать материалы по ядерной физике. Флеров (сегодня в его честь назван искусственный химический элемент флеровий) понял, что материалы на эту тему засекретили, и написал письмо Сталину, подчеркивая важность отсутствия публикаций[12] и необходимость незамедлительного создания «урановой бомбы»[13],[14]. Диктатор не оставил письмо без внимания, и на изучение потенциала ядерной энергии были брошены дополнительные силы. Он приказал видному русскому ученому Игорю Курчатову заняться систематизацией разведданных по проекту «Манхэттен» и оценить, что необходимо Советскому Союзу для создания бомбы. Из соображений абсолютной секретности Курчатов проводил свои исследования в закрытой лаборатории, специально для этого созданной в подмосковных лесах.
8 мая 1945 года союзники объявили о победе над Германией, США оставалось только разгромить