希特勒對核武器非常憧憬，而且幾乎得到了這種恐怖武器。20世紀初，愛因斯坦創立了核動力公式，到30年代，英國、意大利和德國的科學家都在研究中發現了核裂變的巨大能量:1克重的鈾產生裂變後其能量相當於燃燒3噸煤或200升汽油所放出的能量。
然而就在科學家們對這一科學發現感到欣喜的時候，納粹德國也把目光盯在了這個偉大的成果上了。希特勒計劃將這一成果運用到戰爭中去，用科學來毀滅對手、征服世界。
1939年4月，納粹德國將世界頂尖的6名原子物理學家邀請到柏林舉行秘密會議，決定開始製造能控制利用鈾的裝置。同年的9月26日，德國正式制訂了代號為“U”的秘密研製核武器的計劃。
“U”計劃的實施，讓一些警惕的美國科學家感到擔憂，他們遊說羅斯福總統必須採取行動。1939年10月，羅斯福下令成立一個鈾顧問委員會，並於當年的12月6日正式批准了原子彈研製計劃。美國國會撥款20億美元作為研究經費。美國政府為這項計劃起名為“曼哈頓工程”。
美德兩國為了趕在對方之前製造出原子彈，竭力遏制對方，開展了大量的間諜行為，窺探對手的最高機密。
美國研製原子彈工作規模龐大，人員眾多，參加這項研製計劃的美國人前後多達60萬，若有一人透漏了風聲，都會吸引德國間諜的注意。
在這支人員龐大的研製隊伍中，美國人組織了一批恪盡職守的保密人員，在經過嚴格的訓練後，青年男女之間談話用暗語，對核心研製人員進行嚴格地監控，負責檢查每一份文件資料的收發。即使是散落在辦公室裡的一張紙，也要對其進行詳細檢查處理，做到萬無一失。其中，最難的是對參加研製人員的嚴密監控。經過訓練後的保密人員嚴格按照規章制度約束這些研製人員。
政府與所有參與人員都有嚴格的保密協定，其中2000多個因口風不嚴、說話隨便的職員受到了處理。在文職人員中，他們特別注意對每一位不適合做這樣高度機密工作的人員的善後安排，做到周到、完美，使得這些人在調離工作崗位後，也不會因為被解僱產生不滿情緒因而導致對“曼哈頓工程”的工作產生負面影響。
另一個困難的問題是參加研究的科學家們的保密工作。許多人都是在國際上出了名的人物，德國人只要是知道這些人的行蹤，自然會尾隨其後並由此推測出美國人在何時何地進行著什麼樣的工作。因此，“曼哈頓工程”的反間諜機構對這些科學家進行了周密的安排。他們給這些科學家每個人編上代號，並派出警衛人員負責他們的人身安全。
美國人的保密措施的確是十分出色的，他們不僅成功地使本國科學家的行蹤一直不為外人所知，而且還成功地將許多國外科學家帶到了美國，在高度保密的狀態下參與研製工作。在英國情報機構的幫助下，美國還成功把世界著名的原子物理學家玻爾從丹麥營救出來，化名貝克在美國秘密地從事了長達兩年之久的研究工作。
雖然美國從事核領域的研究總體來說在德國的後面，但是德國對其也不敢輕視。因此，在戰爭初期，德國曾派出兩名最優秀的科學家來美國進行所謂的“交流”。美國也憑藉著這次機會，以科學家們談話的機會，使得德國對美國產生誤判，他們認為美國人的研究還停留在初級階段。
“曼哈頓工程”的反間諜保密工作不僅針對德國人，就連美國最親密的盟友英國人也難以窺其端倪。英國物理學家阿蘭對美國的這項研究極為感興趣，曾三次前往參觀。
美國人立即引起警覺，迅速採取措施加以防範，並協助英國有關部門對其進行調查。最終確定這位科學家曾向蘇聯方面提供過鈾標本和美國研製核武器的進展情況。英國方面立即將其逮捕，判以重刑。
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