Главная цель проекта состояла в получении достаточного количества делящегося материала, из которого можно было бы создать несколько атомных бомб. Кроме урана-235, зарядом для бомбы, мог, как выяснилось, послужить искусственный элемент плутоний-239, то есть бомба могла быть как урановой, так и плутониевой.

Работы сразу пошли по двум направлениям, поскольку невозможно было наперед решить, какое из них окажется более перспективным. Оба способа принципиально отличались друг от друга: накопление урана-235 должно было осуществляться путем его отделения от основной массы природного урана, а плутоний мог быть получен только в результате управляемой ядерной реакции при облучении нейтронами урана-238. И тот и другой путь представлялся необычайно трудным и не сулил легких решений. Поэтому Манхэттенский проект разделился на несколько программ, во главе каждой из которых стояли видные ученые. Так, сам Оппенгеймер был главой Лос-Аламос-ской научной лаборатории, Э. Лоуренс заведовал Радиационной лабораторией Калифорнийского университета, Э. Ферми вел исследования по созданию ядерного реактора…

В начале 1942 г. под руководством Ферми в помещении теннисного корта под западными трибунами Чикагского стадиона началось строительство первого в истории ядерного реактора. Управлять цепной реакцией исследователи предполагали с помощью стержней, изготовленных из таких веществ, как бор и кадмий, которые сильно поглощают нейтроны.

Кроме того, для замедления скорости разлетающихся нейтронов были использованы графитовые кирпичи, из которых физики возвели колонны высотой в 3 м и шириной в 1,2 м. Между ними были установлены прямоугольные блоки с окисью урана. На всю конструкцию пошло около 46 т окиси урана и 385 т графита.

2 декабря 1942 г. Ферми приказал выдвинуть все контрольные стержни, и эксперимент начался. Нейтронные счетчики стали щелкать все громче и громче – это говорило о том, что в реакторе идет цепная реакция. Когда она стала грозить взрывом, Ферми дал знак, и опущенные стержни прекратили процесс. Так впервые человек освободил энергию атомного ядра и доказал, что может контролировать ее по своей воле. Теперь уже не было сомнения, что ядерное оружие – реальность. Реактор и прочее оборудование демонтировали, и вся компания переехала из Чикаго в городок Ок-Ридж в долине реки Теннеси, население которого за несколько месяцев выросло до 79 тыс. человек. Здесь в короткий срок был построен первый в истории завод по производству обогащенного урана. Тут же в 1943 г. был пущен промышленный реактор, вырабатывавший плутоний.

Израсходовав в общей сложности около 2 млрд долларов, ученые США получили к 1944 г. все необходимое для создания первой атомной бомбы. Она была сконструирована и изготовлена к лету 1945 г. Ей дали имя «Тринити» и повезли для испытаний на полигон.

Бомбу поместили в центре пустыни на вершине стальной 30-метровой башни. Вокруг нее на разном расстоянии размещалась регистрирующая аппаратура. В 9 км находился наблюдательный пункт.

И вот 16 июня 1945 г. на атомном полигоне в пустыне Аламо-гордо (штат Нью-Мексико) был произведен первый на Земле атомный взрыв. По описанию очевидцев, было такое ощущение, будто множество солнц соединилось в одно. Затем над равниной образовалось облако пыли и пепла. Силу взрыва оценили в 20 000 т тротила!

Следующим шагом должно было стать боевое применение бомбы против Японии. Для этого были изготовлены еще две бомбы, несколько разнившиеся по конструкции. Первая бомба – «Малыш» – представляла собой крупногабаритную авиационную бомбу с атомным зарядом из сильно обогащенного урана-235. Длина ее была около 3 м, вес – 4,1 т. Вторая бомба – «Толстяк» – с зарядом плутония-239 имела яйцеобразную форму с крупногабаритным стабилизатором. Длина ее составляла 3,2 м, вес – 4,5 т.