В течение всего периода бомбежек работы по трем направлениям проводились в Ливерпули, Бирмингаме и Оксфорде. Вскоре они начали давать результат. Некоторым работникам становилось ясней и ясней, что проблема изготовления бомбы принимала новую форму. Вопрос о том, можно ли было ее построить, постепенно терял свое значение; вместо него важнейшим становился вопрос о целесообразности ее изготовления: оправдаются ли колоссальные затраты людских сил, материалов и денег, которые, очевидно, потребуются?
В Ливерпуле Чедвик со своим коллективом старался получить основные ядерные величины, от которых зависела возможность срабатывания бомбы. Фриш также имел дело с проблемой исследования того, каким образом должны были соединиться вместе две «некритические» половинки, чтобы образовать критическую массу для взрыва. Ученый использовали всю свою изобретательность для придания реальной формы теоретической проблеме. С этой целью он построил оптическую модель бомбы, в которой роль нейтронов играли световые лучи. С помощью этой модели Фриш предполагал установить, что будет происходить по мере сближения двух некритических половинок. Точное значение критической массы оставалось неизвестным до начала 1941 г., когда ее определили в Ливерпуле. Фриш принимал активное участие в эксперименте, а Пайерлс и Прайс проводили вычислительную работу.
В Бирмингаме Пайерлс и его коллектив пользовались экспериментальными данными, получиными в Ливерпуле, для вычисления критического размера взрывчатой начинки бомбы, проверки механизма ее чудовищного взрыва и для вычисления количества энергии, которое должно выделиться. Кроме того, они изучали варианты различных устройств, необходимых для усиления взрыва. Пайерлс лично помогал решить многие чрезвычайно сложные математические проблемы, возникающие в процессе работы по разделению изотопов в Оксфорде. Всюду, где было возможно, вычисления одной группы проверялись другой. Все исследование неизменно стали подтверждать основную теоретическую возможность создания бомбы, т.е. если два куска некритического размера чистого урана-235 сблизить вплотную, то результатом будет взрыв ужасающей силы. Оставался нерешенным последний вопрос: можно ли получить уран-235? Чтобы ответить на него, требовалось не только умственное напряжение, но и успешное разрешение множества буквально пугающих загадок химической технологии. К началу зимы 1940 г. стало казаться, что решение всех этих вопросов возможно.
Деятельность Симона и его оксфордского коллектива по разделению изотопов покоилась на довольно шаткой базе контракт с министерством авиационной промышленности на сумму 5000 фунтов стерлингов, выданного Оксфордскому университету летом. Работа, которую начал оксфордский коллектив, шла по двум направлениям. Во-первых, нужно было определить физические и химические свойства гексафторида урана – газа, который имел наилучшие перспективы для разделения изотопов методом газовой диффузии. О нем пока мало знали, но предполагали, что этот газ обладает многими отрицательными и трудноустранимыми свойствами. Во-вторых, требовалось определить точно, каким путем, и при каких условиях можно отделить один изотоп от другого при прохождении сквозь мембраны.
К началу зимы многие из этих теоретических барьеров и некоторые другие затруднения были преодолены. Успешные результаты оксфордского коллектива нашли свое отражение в многостраничном исчерпывающем докладе, составленном Симоном в середине 1940 г. В этом докладе говорилось не только о путях преодоления многих трудностей, но и о проекте завода, необходимого для выполнения работы. Составление проекта завода для разделения редких изотопов урана было наиболее важным шагом, после чего вся проблема стала выглядеть значительно проще в техническом отношении. Симон понимал, что проект интересен, но довольно дорогой в условиях военного времени.
В письме от 15 июня 1940г. в журнале «Физикл ревю» американские ученые Макмиллан и Абельсон утверждали, что при наличии определенных условий захват нейтронов ураном-238 приводит к образованию относительно стабильного элемента с атомным номером 94 и массовым числом 239. Этот элемент в последствии назвали Плутоном. Это факт заинтересовал английских ученых, несмотря на все неопределенность, чувствовалось, что новый элемент мог приобрести большое военное значение. Согласно вычислениям, плутоний и уран-233 могли делиться примерно тем же путем, что и уран-235. В дальнейшем требовалось только отделить элемент уран от химического отличного элемента плутония вместо того, чтобы пытаться осуществить бесконечно более трудное разделение двух изотопов – урана-238 и урана-235. Несмотря на открытие нового элемента, завод по разделению изотопов урана никто не хотел отбрасывать. К 1941 г. исследование и разработки по разделению изотопов были значительно расширены. К этому времени уран-235 почти стал реальностью, в то время как с плутонием дело обстояло совершенно иначе. Ничего не было известно о его химических свойствах, - все это, как и многое другое, противопоставлялось сравнительной легкости отделения его от урана. В результате уран продолжали рассматривать как основную ядерную взрывчатку, хотя в первые месяцы 1941 г. вели исследования в обоих направлениях.
Самыми тяжелыми проблемами, были проблемы выдвигаемыми Симоном в проекте постройки завода по отделению легкого изотопа урана. Центральной проблемой являлось изготовление мембран в колоссальных количествах. Но и эта проблема со временем была решена.
Летом 1941 г. правительству был предоставлен правительству доклад от «Мауд Комитти», о создании «урановой» бомбы, количество людей, средств, ресурсов и денег которые потребуются для ее создания. Главное, доклад «Мауд Комитти» означал конец одной стадии и начало другой на пути создания оружия. Теперь правительству предстояло решить три проблемы. Во-первых, надо ли изготовлять бомбу вообще? Во-вторых, стоит ли до конца войны предпринимать что-либо для получения промышленной атомной энергии с помощью реактора, и если да, то делать ли это в порядке субсидируемых правительством работ или отдать их в руки частных предпринимателей? В-третьих, в каких пределах возможно и целесообразно привлекать к ядерному предприятию американцев? Американцы уже проявляли интерес к ядерным разработкам англичан, также как и англичане проявляли интерес к работам американцев.
Правительство приняло положительное решение в отношении разработки «урановой» бомбы. В сентябре, научно-консультативный комитет рекомендовал, что опытный завод по производству урана-235 был построен в Англии, а завод промышленного масштаба - в Канаде. Также допустили американскую компанию к работам, были достигнуты соглашения по патентным проблемам. Правительство выделило на 6 месяцев сумму равную 100000 фунтов стерлингов. Начиная с осени 1941 г. вокруг проекта в целом возникла новая атмосфера. До этого времени его участники в основном только вели разговоры относительно бомбы, отныне же они должны были помогать в изготовлении практического оружия войны.
«Тьюб Эллойс» - первая в мире британская организация для производства ядерного взрывчатого вещества – была создана в октябре 1941 года. Но уже через два года ее программу работ затмила несравнимо более крупная по размаху программа США, начатая с декабря 1941 года. И хотя эта программа на словах считается объединением проектом, Британия оказалась оттесненной от какого бы то ни было контроля за всем предприятием. Такое положение сложилось почти исключительно потому, что Америка, обладала значительно большим научным и промышленным потенциалом, была избавлена от угрозы бомбежек, в то время как Британия всегда находилась в опасности. Поглощение британских усилий оправдывалось здравым смыслом и взаимными потребностями.
В связи с этим Британия стала дающей стороной, со временем от английских ученных стали вскрывать некоторую информацию и постепенно переводить их на второй план. Даже переговоры между двух высших госчиновников Британии и Америки, привели к незначительным изменениям в отношениях по ядерному оружию.
Наиболее важным кажется то, что Англия поставила перед собой задачу изготовить такое оружие. В этом отношении она была первой в мире. Но с другой стороны, еще очень многое оставалось сделать ученым и инженерам. В отношении математических и расчетных выкладок Британия была на голову выше Америки. Если бы не постоянные атаки немцем, кто знает, какая бы страна испытывала первое в мире атомное оружие.
Америка это первая страна, которая испытала ядерное оружия, а также применила его. Перед началом Второй мировой войны США была мало активна в сфере атомного оружия. Америка, в свою очередь, чувствуя себя в безопасности за широкими просторами Атлантического океана, сожалела о нежелательной направленности событий, в Старом Свете, но пока еще мало что предпринимала.
Альберт Эйнштейн написал президенту США Франклину Рузвельту письмо, в котором якобы говорится о попытках нацистской Германии очистить Уран-235, что может привести их к созданию атомной бомбы. Сейчас известно, что германские учёные были очень далеки от проведения цепной реакции. В их планы входило изготовление "грязной", сильно радиоактивной бомбы. Это могло быть серьезной угрозой для США. Как бы то ни было, правительством Соединённых Штатов было принято решение - в кратчайшие сроки создать атомную бомбу. Название данному проекту под которым он вошел в историю дали Манхэттенский проект или "Manhattan Project". Возглавил данные проект Лесли Гровс.