自1938年德國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)核裂變之后，包括日本在內(nèi)的發(fā)達國家物理學(xué)家們很快就認(rèn)識到了這一發(fā)現(xiàn)的軍事意義。日本著名物理學(xué)家仁科芳雄在1939年就提出了將這一新發(fā)現(xiàn)進行軍事應(yīng)用的可能性。

    1940年，日本軍方經(jīng)過研究認(rèn)為，制造原子彈是切實可行的。1941年5月，日本陸軍大臣東條英機批準(zhǔn)空軍科技署的“制造鈾彈報告”,指派仁科芳雄帶領(lǐng)100多名學(xué)者開始進行原子彈的研制。這個計劃以仁科芳雄名字的第一個字命名，稱為“仁計劃”.此外，日本海軍在1942年也實施了核開發(fā)項目。這個項目以“原子裂變”的英文單詞“fission”的首字母“F”命名，稱為“F計劃”.該計劃由日本京都帝國大學(xué)提供支持，其負(fù)責(zé)人是另一名物理學(xué)家荒勝文策。

    1943年，仁科芳雄完成了原子彈的理論研究，但日本缺乏實驗需要的鈾原料。日本軍方在日本和朝鮮各地尋找鈾礦的同時，決定向自己的軸心國盟友--德國尋求幫助。

    當(dāng)時，作為盟友，德國與日本之間存在合作關(guān)系。日本希望得到德國的新武器和新技術(shù)，德國則希望得到來自日本占領(lǐng)區(qū)的原材料和戰(zhàn)略資源。不過，雙方陸路交通是被阻斷的，海路交通也因為受到盟國的猛烈打擊而不安全，再加上兩國都沒有大型遠(yuǎn)程飛機，因此日德之間的核材料運輸只得通過潛艇進行。1943年年末，德國派一艘潛艇運送一噸鈾礦石前往日本，結(jié)果由于情報外泄，潛艇被埋伏在馬六甲海峽的美軍擊沉。此后，日德之間一直尋求核交易，但因盟軍漸漸掌握制海權(quán)而未遂。1945年5月德國投降時，曾經(jīng)有一艘德軍潛艇向美國投降，事后美軍在這艘潛艇上查獲560公斤準(zhǔn)備運往日本用于其核武研發(fā)項目的鈾氧化物。這些鈾氧化物中含有3.5千克的鈾235,是制造一顆原子彈所需核材料數(shù)量的1/5.

    失去外援的日本只能自己想辦法。經(jīng)過努力，日本軍方終于在福島附近找到鈾礦。但是由于這個礦的品位不高，軍方經(jīng)過一年的提煉才獲得少量用于實驗的鈾原料。

    盡管核計劃受阻，但是日本并不是很擔(dān)心。原來，日本在自己進行核計劃的同時也緊密跟蹤著其他發(fā)達國家的核計劃進展，特別是美國和德國。日本曾經(jīng)組織包括仁科芳雄和荒勝文策在內(nèi)的多名物理學(xué)家組成“核物理成就利用委員會”對發(fā)展原子彈進行整體研究。該委員會估計制造一顆原子彈需要至少一噸鈾235,這需要從幾百噸鈾礦石中提取，而分離出鈾235的工程大約要消耗日本全年發(fā)電量的1/10和日本全國銅產(chǎn)量的1/2.基于這種估計，該委員會認(rèn)為美國和德國也都沒有多余的工業(yè)能力可以及時生產(chǎn)出原子彈用于戰(zhàn)爭。

    1945年4月，仁科芳雄在東京的實驗室在美軍轟炸中被毀，“仁計劃”被迫中止。而此前荒勝文策領(lǐng)導(dǎo)的“F計劃”也因為分離鈾材料的加速器始終不合格而告終。

    1945年8月6日，廣島在核彈“小男孩”降臨后成為一片廢墟。仁科芳雄馬上帶人進行實地檢測，隨后向軍方確認(rèn)正是基于鈾235的原子彈所為。此時，根據(jù)己方對生產(chǎn)鈾235所需成本的計算，日方誤判美國只有一顆原子彈。因此，瘋狂的日本軍方召集這些科學(xué)家們做最后的賭博：“一旦美軍登陸，日本軍隊和民兵將不惜任何代價堅持6個月。如果你們能在此期間研制出原子彈，我們就可以把美軍趕下大海。”但仁科芳雄哀嘆：“不要說6個月，就是6年也不夠。我們既無鈾，又沒電，什么也干不成。”至此，歷史無情地宣告了“仁計劃”的徹底破產(chǎn)。

    1945年8月9日，又一顆原子彈在長崎爆炸，日本意識到自己已經(jīng)沒有時間與盟軍慢慢討價還價了。仁科芳雄等人也到長崎進行了檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這是一顆基于钚的原子彈，而這種技術(shù)日本并沒有想到。

    1945年8月15日日本投降后，美國占領(lǐng)軍發(fā)現(xiàn)了日本人的5個回旋加速器，它們可以被用來從普通鈾礦中分離可裂變物質(zhì)。美國將這5個回旋加速器弄碎后沉入了東京灣。