1945年8月6日和9日，美国向日本的广岛和长崎投下两枚原子弹。仅仅几天后的8月15日，日本裕仁天皇就通过广播宣布向同盟国投降。其实，日本在二战的核野心之所以遭遇失败，只是因为缺少金属铀和钚这两种重要材料。

1938年12月德国化学家奥托和弗里茨发现核裂变后，发达国家的物理学家们很快就认识到了这一发现的军事用途，日本也如此。日本科学家仁科芳雄早在1939年就提出了将这一新发现进行军事应用的可能性。1943年3月，日本海军在首份研究评估报告中说，虽然制造原子弹在理论上是可行的，“但估计就连美国也很难在战争中实现对原子能的使用”。于是，日本海军对此失去兴趣。

但日本陆军并未放弃。上述报告出炉不久，陆军就启动了通过气体扩散法分离铀235的实验项目。但该计划依旧毫无成果。在此期间，日本人发现缺少实验所需的铀矿石。科学家们原以为，日本的铀矿能提供充足的高质量铀矿石—至少需要两吨。因此，日本部队的所有指挥官都被要求在各自辖区内寻找合适的原料。就连日本的盟友德国都被问到能否提供铀矿石。虽然最终搜集到一些原料，但只够在1944年制造出一枚米粒大小的六氟化铀晶体。陆军的实验室最终被美军摧毁，以组织者仁科芳雄名字首字母命名的“N计划”失败。

1943年秋，在认识到战争形势对日本越发不利后，日本海军开始与京都大学联合实施“F计划”。该计划准备通过高性能离心分离机制造铀235，但巨大的技术难题和铀矿石供应量过少导致该计划在剩余时间内也未能获得成功。

尽管日本核物理学家在制造原子弹问题上成就甚微，但在广岛和长崎遭原子弹轰炸后，他们向日本政府提供的专业意见却非常重要。1945年8月6日，“小男孩”原子弹在广岛爆炸后，日本政府最初不知所措。爆炸发生一天后，仁科芳雄和荒胜文策等核物理学家被紧急召入一个专家小组，他们经过初步分析就得出了正确结果：这肯定是一枚基于铀235的炸弹。