1939年初，第二次世界大戰爆發前夕，丹麥偉大的物理學家、諾貝爾獎獲得者波爾獲悉德國科學家正在研製原子彈，並企圖用於戰爭。不久，波爾前往美國，將這一信息告訴了流亡美國的著名科學家費米和司濟拉德，建議美國立即研製這一新型武器。3月17日，費米前往華盛頓遊說，以失敗而告終。7月，一些流落美國的科學家一致認為必須直接說服白宮首腦。為此，司濟拉德等前往普林斯頓大學，說服已在美定居的科學巨匠愛因斯坦，請他寫信勸告美國總統羅斯福，建議在德國之前研製出原子彈。8月2日，愛因斯坦給總統寫了一封信。羅斯福總統在仔細研究之後，隨即下令成立原子能研究委員會。開始，由於經費缺乏，進程十分緩慢。1941年12月7日，珍珠港事件爆發。珍珠港的恥辱，使美國上下，尤其是國會和總統懂得集中力量研究原子彈的緊迫性和必要性。從1942年8月13日起，在紐約以東的曼哈頓地區建立了一個研究機構，並把原子彈的研製計劃命名為“曼哈頓工程”，列為國家“絕密”項目。1942年12月2日，在芝加哥大學斯塔格運動場的看台下麵，由費米領導建成了曆史上的第一座鈾-石墨反應堆。由於這個裝置像堆一樣，又為了保密，故把它叫“堆”，並沿用至今。當天下午3時36分，裂變反應開始，鏈式反應持續28分鍾，從這個實驗堆中製造出了0.5克鈈，這是人類曆史上第一次實現人工控製的核反應，為原子彈的製成提供了可靠基礎。經過不斷的試驗、研究，到1945年7月終於製出三枚原子彈，並在新墨西哥州阿拉默果爾多空軍基地的沙漠進行了一次試驗。7月16日，人類曆史上第一顆原子彈開始起爆。爆炸的巨響在160公裏以外都可聽到，高大的蘑菇雲上升到10668米高空。麵對著這個強大的爆炸，參與試驗的每一個人都感到恐懼。試驗成功後，美國迫不及待地將之用於實際戰爭。其時，德國已宣布投降，日本卻仍作困獸之鬥。為了迫使日軍早日投降，減少美軍傷亡，同時威懾蘇聯，美國決定在日本本土投放原子彈。1945年8月6日，美軍在日本廣島投下一枚名為“小男孩”的原子彈，導致廣島67％的建築被摧毀或損壞，當時傷亡竟達144000人。8月9日,另一枚名為“胖子”的原子彈在日本長崎爆炸，導致13298人遇難，30000人受傷。麵對這史無前例的毀滅性的打擊，日本天皇不得不宣布無條件投降。可見，原子彈自其誕生之日起就顯示出無與倫比的巨大威力。
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廣島原子彈事件
1945年8月6日美國在日本廣島投擲原子彈。
1945年秋，日本敗局已定。美國總統杜魯門和美國政府想盡快迫使日本投降，也想以此抑製蘇聯，於是杜魯門決定在日本的首都和長崎投擲原子彈,因日本首都東京霧太濃所以選擇了廣島。在此之前，美國、英國和中國發表了《波茨坦公告》，敦促日本投降。7月28日，日本政府拒絕接受《波茨坦公告》。出於軍事和政治的原因，美國政府便按照原定計劃，對日本使用原子彈。