В январском номере германского научного журнала "Ди Натурвиссеншафтен" за 1939 год была опубликована статья физиков Отто Гана и Фрица Штрассмана. Они писали о том, что ядро урана при поглощении нейтрона не превращается в более тяжелое ядро, а раскалывается на две части. При этом выделяется большое количество энергии, и ядро испускает новые нейтроны. В том случае, если число испускаемых нейтронов больше числа поглощаемых, процесс принимает лавинообразный характер - происходит цепная реакция. Группа французских физиков под руководством Ф. Жолио-Кюри в том же году лабораторным путем установила факт размножения нейтронов. Немного позже в лаборатории Курчатова такой же результат получили советские физики Георгий Флёров и Константин Петржак. Стало ясно, что в принципе создание атомной бомбы вполне возможно. О. Фриш и Л. Мейтнер в Копенгагене подсчитали количество высвобожденной энергии при делении ядра урана. Получалось, что всего один килограмм расщепляющегося вещества в ходе реакции деления способен выделить около 23 000 000 киловатт-часов энергии!
1 сентября 1939 года началась вторая мировая война. Но за месяц до этого, 2 августа, Альберт Эйнштейн отправил письмо президенту Соединенных Штатов Рузвельту. Письмо великого ученого, подкрепленное его авторитетом, убедило политическую верхушку Америки, что следует немедленно начать финансирование научных разработок ядерной темы и производство принципиально нового оружия. Всю информацию об этом немедленно засекретили, конгресс ассигновал на разработку атомной бомбы миллиарды долларов. Атомная программа американцев получила кодовое название - проект "Манхэттен".
Но ещё раньше в СССР на эту же тему писались письма Сталину. Сразу после публикации О. Гана и Ф. Штрассмана разработчику теории цепной реакции Николаю Семенову стало ясно, что создание атомной бомбы возможно в ближайшем будущем. Свои записки он передавал через члена ЦК академика Митина, поскольку сам не был членом партии и не мог напрямую обращаться к вождю и его ближним соратникам. Подобные же письма писали в правительство Вернадский и Иоффе. Но Сталин в отличие от Рузвельта оказался не способен понять ученых.
Тем не менее в 1939-1940 годах атомная тема в СССР активно разрабатывалась. Ученики Н. Семенова Юлий Харитон и Яков Зельдович опубликовали три фундаментальных работы, ставших классикой теоретической физики. В них определены условия протекания ядерной цепной реакции, описана роль замедлителя нейтронов и дан достаточно точный расчет критической массы. Харьковскими физиками был запатентован первый в истории проект взрывного атомного устройства. Идея его базировалась на разделении частей критической массы взрывающимися перегородками. Впоследствии, правда, этот принцип был вполне обоснованно раскритикован и отвергнут, но сам факт весьма показателен. Тогда же в журнале "Огонек" была напечатана научно-популярная статья о принципах действия атомной бомбы. На эту тему читались лекции и доклады. Четыре научных института работали по атомной тематике, прошли пять международных ядерных конференций, вошедших в анналы мировой науки. Среди прочих работала и лаборатория И. Курчатова.
Однако Государственная комиссия по военно-промышленным исследованиям отклонила предложения молодых физиков-ядерщиков Института физико-технических исследований в Харькове и немецкого ученого эмигранта Ф. Ланге начать разработку сверхмощного взрывного устройства. Предложение было направлено в отдел изобретений Наркомата обороны, где его сочли преждевременным и "зарубили". В руководящих инстанциях имелось расхожее мнение, что атомная бомба может существовать только в теории. Ученик Н. Семенова академик Владимир Фортов впоследствии писал: "Если бы те деньги, которые мы угрохали перед войной на развитие конницы, были бы вложены в создание ядерного оружия, то СССР получил бы бомбу в 1941 году. Ни о какой войне и речи бы не было".
С началом войны все исследования в ядерной области были немедленно прекращены. Ученых частью призвали в действующую армию, частью переориентировали на другие, как тогда казалось, более насущные темы. Рядовой запаса первой категории призыва Игорь Курчатов на фронт, однако, не попал, а занимался проблемой размагничивания боевых кораблей на Черном море. Проблему эту Курчатов и его соратники решили, опираясь на исследования академика Александрова. По периметру корабля располагались специальные обмотки, по которым пропускался электрический ток, создавая магнитное поле, компенсирующее собственное магнитное поле корпуса судна. И корабли перестали подрываться на немецких морских минах с магнитными взрывателями, реагирующими на железную массу.
В отличие от Советского Союза в Германии к созданию атомной бомбы проявили очень большой интерес. Уже в апреле 1939 года на секретном совещании ведущих физиков-атомщиков было создано "Урановое общество" при управлении армейских вооружений, которое возглавил профессор Э. Шуман. В это общество вошли почти все известные ученые, работавшие по атомной проблематике. Центром исследований стал Берлинский физический институт, ректором которого назначили профессора Вернера Гейзенберга. К научным разработками были подключены физико-химические институты Гамбургского, Лейпцигского, Грейфсвальдского, Гейдельбергского и Ростокского унивеситетов. Весной 1940 года в оккупированной Бельгии гитлеровцы захватили 1200 тонн уранового концентрата, доставленного в свое время из Бельгийского Конго. Это составляло половину всего мирового запаса урана. Другую половину в том же году тайно вывезли из Конго в США. В декабре 1940 года под руководством Гейзенберга была закончена постройка первого опытного реактора, а фирма "Ауэргезельшафт" освоила производство металлического урана. В том же году из Советского Союза был выслан в Германию известный немецкий ученый Ф. Хоутерманс, занимавшийся ядерной физикой в Харькове. На родине он сразу был арестован гестапо как сочувствующий коммунистам, но вскоре освобожден и включился в научную работу. Хоутерманс поручил своему доверенному лицу физику Ф. Райхе, вскоре бежавшему из Германии, проинформировать мировое сообщество о том, что в Германии разрабатывается атомное оружие. После этого сообщения Англия и США резко усилили свою деятельность в этом направлении.
Но секретное "чудо-оружие" гитлеровцам создать не удалось. Еще на начальном этапе исследований германские физики пришли к ошибочному мнению, что графит не годится в качестве замедлителя нейтронов в атомном реакторе. Они сделали ставку на использование тяжелой воды, которая в самой Германии не производилась. Но французы успели вывезти свои запасы из Парижа в Лондон, а единственное в мире норвежское предприятие по производству тяжелой воды взорвали британские диверсанты. Свою роль сыграла и ненормальная конкуренция между разными группами физиков. Имеющегося в Германии урана вполне хватало для запуска реактора, но оказалось невозможно собрать его в одной лаборатории. По этой причине получить цепную реакцию немцам не удалось. Кроме того, некомпетентное руководство Германии не поняло перспектив атомной энергетики. А главное, Германия не могла в разгар войны направить значительную часть ресурсов на исследования и создание атомной промышленности. Финансировались только те разработки вооружений, которые могли дать результат в течение нескольких недель. Разведка союзников была поражена, когда выяснилось, что в течение войны немецкие физики в практическом плане почти не продвинулись вперед.
В марте 1942 года, Берия направил Сталину всю информацию на атомную тему, поступившую из США, Англии, Скандинавии и оккупированного Харькова, где вновь заработал украинский физический институт, одним из руководителей которого оказался... Ф. Хоутерманс. Берия предложил возобновить исследования в области ядерной энергии. Сталин с решением не торопился и пожелал, чтобы несколько авторитетных ученых независимо друг от друга дали заключение по этому вопросу.
В мае 1942 года до Сталина дошло письмо молодого ученого, будущего академика Флёрова, в котором тот сообщал об отсутствии в зарубежной научной прессе с 1940 года материалов по урановым проблемам. По его мнению, это свидетельствовало о начале работ по созданию атомного оружия в Германии, США и других странах. Он предупреждал, что немцы могут первыми создать атомную бомбу.
В октябре того же года приглашенные на Кунцевскую дачу Вернадский и Иоффе объяснили вождю, что такое атомная бомба. Сталин так был заворожен её мощным разрушительным потенциалом, что присвоил плану контрнаступления под Сталинградом кодовое название - операция "Уран". Но только в феврале 1943 года, когда ему сообщили, что британские спецслужбы тайно от союзников совершили диверсию на заводе тяжелой воды в Веморке (Норвегия), он поверил что в других странах атомным оружием занимаются вполне серьезно. До этого Сталин сомневался в реальности его создания.
