В течение 1940–1941 годов Вернер Гейзенберг и его коллеги осуществили главные теоретические и экспериментальные исследования, необходимые для создания атомного реактора с использованием урана и тяжелой воды. Они также установили, что ядерной взрывчаткой может служить не уран-238, а его редкий изотоп — уран-235.

В июле 1940 года Карл Вайцзеккер теоретически установил, что уран-238 должен превратиться в атомном реакторе в новый элемент, по своим свойствам аналогичный урану-235. Таким образом, он самостоятельно открыл элемент, который американцы впоследствии назвали плутонием, и обосновал возможность его использования в качестве взрывчатого вещества.

В декабре 1940 года, как раз к тому времени, когда под руководством Гейзенберга был построен первый исследовательский реактор, фирма "Ауэргезельшафт" освоила производство металлического урана.

В течение следующего, 1941 года его было получено две с половиной тонны. За океаном о таких количествах чистого урана тогда и не мечтали. Лишь в конце 1942 года американская промышленность смогла предоставить Энрико Ферми шесть тонн металлического урана для реактора в Чикаго.

Правда, в ту же пору в Германии был принят ряд решений, оказавшихся впоследствии роковыми для "Уранового проекта". Группа ученых во главе с Вальтером Боте сделала ошибочный вывод о непригодности графита как замедлителя в урановом реакторе. Поставить под сомнение итог проведенных Боте опытов никто не решился.

Слепое преклонение перед авторитетами было тогда ахиллесовой пятой германской науки. Ставка целиком была сделана на тяжелую воду. А поскольку производство ее тепловыми электростанциями в Германии обошлось бы непомерно дорого, пришлось ориентироваться на ввоз тяжелой воды из Норвегии.

Другой просчет касался разделения изотопов урана. Гартек и Грот пробовали делать это в Гамбурге методом центрифугирования, но успеха не имели. Однако участники "Уранового проекта" не попытались применить хорошо известный в Германии метод термодиффузии, который разработал их соотечественник Густав Герц.

По этому методу шестифтористый уран пропускают сквозь пористую перегородку. Более легкие молекулы урана-235 проскакивают такое сито быстрее, чем молекулы урана-238. Повторяя вновь и внось такую перегонку, можно постепенно увеличивать содержание редкого изотопа. Именно метод Герца с успехом применили для этой цели англичане, а потом — американцы. Немцы же словно забыли о нем. Почему?

Из шестнадцати германских физиков, чьи имена комитет Томсона передал британской военной разведке в качестве вероятных участников "Уранового проекта", пятнадцать действительно были таковыми. Исключением оказался лишь Густав Герц. Нацисты лишили его допуска к секретным работам из-за "неарийского происхождения".

Впрочем, последствия этого выявились много позже. В те летние месяцы, когда геббельсов-ская пропаганда взахлеб превозносила первые победы на Восточном фронте, участникам "Уранового проекта" тоже сопутствовал успех. Они убедились, что ядерная цепная реакция действительно возможна. Приборы показали, что заложенная в реакторе масса урана выделяет больше нейтронов, чем поглощает их.

Впоследствии Гейзенберг вспоминал: "В сентябре 1941 года мы увидели открывшийся перед нами путь. Он вел нас к атомной бомбе".

Работы в области расщепления атомного ядра начались в Англии лишь немногим позже, чем во Франции, и тоже при правительственной поддержке.

Как только в 1939 году профессор Имперского колледжа в Лондоне Джордж Томсон прочел статью Жолио-Кюри и его коллег в журнале "Нейчур", он тут же дал знать об этом Генри Тизарду, возглавлявшему научные исследования военного значения. Они вместе отправились на Уайтхолл за правительственной поддержкой. К их словам о том, что ядерная физика может совершить переворот в военном деле, в Лондоне отнеслись с достаточной серьезностью. Видимо, потому, что в Англию уже поступили агентурные сведения о том, что в Германии учреждено "Урановое общество".

Томсона обеспечили деньгами, предоставили в его распоряжение тонну урановой руды. А в апреле 1940 года ученый был поставлен во главе правительственного комитета по использованию атомной энергии в военных целях.

Комитет Томсона был создан накануне того периода войны, когда Англия на какое-то время оказалась один на один с гитлеровской Германией. Началась "битва за Британию" — массированные налеты фашистской авиации на Лондон. Геббельсовская пропаганда трубила о броске через Ла-Манш. Военная обстановка выдвинула на передний план другие, более неотложные задачи. Причем самой срочной из них считали тогда создание радара для защиты от гитлеров-ской авиации.

Тем не менее как раз в дни "битвы за Британию" работы в Кембридже, Бирмингеме, Ливерпуле, которые координировал Томсон, существенно продвинулись вперед. Причем особенно значительный вклад внесли в это ученые-эмигранты. Они могли по-прежнему целиком посвящать себя атомным исследованиям, поскольку служба безопасности не подпускала иностранцев к засекреченным работам в области радиолокации, борьбы с магнитными минами, обнаружения подводных лодок, на которые были мобилизованы их британские коллеги.

Хотя многие из этих ученых перебрались в Англию еще до начала войны, их все равно держали на учете как "иностранцев из враждебной державы". Из-за этого физикам с континента пришлось пережить немало унизительных минут, когда их не допускали к документам, где излагались ими же предложенные идеи.

Халбан и Коварский, для которых Англия стала вторым после Франции прибежищем от нацизма, обосновались в Кембридже. Результаты исследований, проведенных ими вместе с Жолио-Кюри в Коллеж де Франс, явились, разумеется, огромным подспорьем для британской программы. Не говоря уже о том, что тяжелая вода, которую они перевезли через Ла-Манш после падения Парижа, обеспечила наряду с урановой рудой из Южной Африки и Канады достаточную сырьевую базу для английских исследований. На этой основе Халбан и Коварский подтвердили возможность достижения цепной реакции с помощью урана и тяжелой воды, а также существенно помогли работам по разделению изотопов урана, которые велись в Ливерпуле под руководством англичанина Чедвика.

Хотя между учеными различных национальностей сразу же установился плодотворный творческий контакт, британские власти все же относились к выходцам с континента с некоторой настороженностью и даже подозрительностью. Английские физики призывали своих коллег философски относиться к возникавшим из-за этого неприятностям. Однако эту горькую чашу пришлось впоследствии до дна испить и им, когда сами англичане оказались точно в таком же положении в США.

15 июля 1941 года комитет Томсона представил свой доклад британскому правительству. В этом документе был впервые официально сделан вывод, что атомная бомба действительно может быть создана и что она способна сыграть решающую роль в данной войне, то есть оправдать затраченные на нее материальные и людские ресурсы. В докладе приводились расчеты критической массы урана-235, говорилось о возможности накапливать плутоний в ядерном реакторе, а также предлагался проект опытного предприятия по разделению изотопов урана.

В октябре 1941 года, в те самые дни, когда гитлеровские полчища вырвались на подступы к Москве, в Англии была учреждена государственная организация по созданию атомного оружия. Она получила кодовое наименование "Тьюб эллойс".

4 июня 1942 года имперский министр вооружений Альберт Шпеер провел в Берлине расширенное совещание по "Урановому проекту". Кроме физиков Гейзенберга, Гана, Гартска, Дибнера, в нем участвовали фельдмаршал Мильх, генерал-полковник Фромм, ведавший поставками боевой техники для вермахта, начальник управления армейских вооружений генерал фон Лееб и другие.