自1938年德國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)核裂變之后，包括日本在內(nèi)的發(fā)達(dá)國(guó)家物理學(xué)家們很快就認(rèn)識(shí)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(jìn)行軍事應(yīng)用的可能性。

    1940年，日本軍方經(jīng)過(guò)研究認(rèn)為，制造原子彈是切實(shí)可行的。1941年5月，日本陸軍大臣東條英機(jī)批準(zhǔn)空軍科技署的“制造鈾彈報(bào)告”,指派仁科芳雄帶領(lǐng)100多名學(xué)者開(kāi)始進(jìn)行原子彈的研制。這個(gè)計(jì)劃以仁科芳雄名字的第一個(gè)字命名，稱為“仁計(jì)劃”.此外，日本海軍在1942年也實(shí)施了核開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。這個(gè)項(xiàng)目以“原子裂變”的英文單詞“fission”的首字母“F”命名，稱為“F計(jì)劃”.該計(jì)劃由日本京都帝國(guó)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(shí)驗(yàn)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(shí)，決定向自己的軸心國(guó)盟友--德國(guó)尋求幫助。

    當(dāng)時(shí)，作為盟友，德國(guó)與日本之間存在合作關(guān)系。日本希望得到德國(guó)的新武器和新技術(shù)，德國(guó)則希望得到來(lái)自日本占領(lǐng)區(qū)的原材料和戰(zhàn)略資源。不過(guò)，雙方陸路交通是被阻斷的，海路交通也因?yàn)槭艿矫藝?guó)的猛烈打擊而不安全，再加上兩國(guó)都沒(méi)有大型遠(yuǎn)程飛機(jī)，因此日德之間的核材料運(yùn)輸只得通過(guò)潛艇進(jìn)行。1943年年末，德國(guó)派一艘潛艇運(yùn)送一噸鈾礦石前往日本，結(jié)果由于情報(bào)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(guó)投降時(shí)，曾經(jīng)有一艘德軍潛艇向美國(guó)投降，事后美軍在這艘潛艇上查獲560公斤準(zhǔn)備運(yùn)往日本用于其核武研發(fā)項(xiàng)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(guò)努力，日本軍方終于在福島附近找到鈾礦。但是由于這個(gè)礦的品位不高，軍方經(jīng)過(guò)一年的提煉才獲得少量用于實(shí)驗(yàn)的鈾原料。

    盡管核計(jì)劃受阻，但是日本并不是很擔(dān)心。原來(lái)，日本在自己進(jìn)行核計(jì)劃的同時(shí)也緊密跟蹤著其他發(fā)達(dá)國(guó)家的核計(jì)劃進(jìn)展，特別是美國(guó)和德國(guó)。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(huì)”對(duì)發(fā)展原子彈進(jìn)行整體研究。該委員會(huì)估計(jì)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(guó)銅產(chǎn)量的1/2.基于這種估計(jì)，該委員會(huì)認(rèn)為美國(guó)和德國(guó)也都沒(méi)有多余的工業(yè)能力可以及時(shí)生產(chǎn)出原子彈用于戰(zhàn)爭(zhēng)。

    1945年4月，仁科芳雄在東京的實(shí)驗(yàn)室在美軍轟炸中被毀，“仁計(jì)劃”被迫中止。而此前荒勝文策領(lǐng)導(dǎo)的“F計(jì)劃”也因?yàn)榉蛛x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(jìn)行實(shí)地檢測(cè)，隨后向軍方確認(rèn)正是基于鈾235的原子彈所為。此時(shí)，根據(jù)己方對(duì)生產(chǎn)鈾235所需成本的計(jì)算，日方誤判美國(guó)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(duì)和民兵將不惜任何代價(jià)堅(jiān)持6個(gè)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(shuō)6個(gè)月，就是6年也不夠。我們既無(wú)鈾，又沒(méi)電，什么也干不成。”至此，歷史無(wú)情地宣告了“仁計(jì)劃”的徹底破產(chǎn)。

    1945年8月9日，又一顆原子彈在長(zhǎng)崎爆炸，日本意識(shí)到自己已經(jīng)沒(méi)有時(shí)間與盟軍慢慢討價(jià)還價(jià)了。仁科芳雄等人也到長(zhǎng)崎進(jìn)行了檢測(cè)，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(méi)有想到。

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