日本廣島、長崎遭受美國原子彈攻擊後，原子彈成為二戰結束後舉世矚目的“新科技”。日本投降尚不滿兩個月，國民黨重慶政府駐瑞典大使何鳳山給蔣介石打了一通密電，電報內文是這樣寫的： “據瑞典新聞社稱：莫斯科科學院物理研究所，自一九三四年，在卡普甲教授督導之下，已完成分離原子之試驗。據蘇聯發言人稱，用蘇聯製造爆炸性原子之方法，製造原子彈，其成本較美國所制者為廉。”十天後，另外一封也是有關外國發展原子彈的文件，也由侍從秘書以工筆楷書謄寫呈給蔣先生。
這兩通電報敘述內容，畢竟和中國無直接關聯，並未觸動蔣介石的神經，而蔣先生真正起心動念，開始積極計劃著手研製原子彈，還是受到他的黨內對手、桂系大將李宗仁提議的刺激，李宗仁一度為蔣介石最初嘗試研製原子彈的幕後推手。
1946年1月間，北平行營上將主任李宗仁，得到了一項極為可靠的情報，日本發動侵華戰爭期間秘密派遣了一支技術人員隊伍，到張家口採掘原子放射性原料。日本投降後，這個研發原子彈的小組中，有三十餘人被中國共產黨逮捕，其餘未遭逮捕的人員埋名藏匿在北平。李宗仁有意尋覓躲藏在北平的日本原子彈專家的下落，希望這些日本專家協助國民政府當局研發原子彈。
李宗仁彙集了所有的情報訊息，於1946年2月1日，打了一份報告，以密電形式拍發給在重慶的國民政府主席蔣介石。由於蔣介石不放心李宗仁，故而私下交付給軍事委員會調查統計局代局長戴笠一項任務：查明抗戰時期日本在中國境內研製原子彈的詳細經過。
兩三天後，戴笠接連呈報給蔣介石几份密電，證實了李宗仁密電的內容。戴笠的第二份密電到達後，由國民政府軍務局上校參謀陳廷縝，轉呈給蔣介石。 戴笠的調查，進一步證實日本有一名叫西野的原子物理學家，日本當局並在東京設置了“理化研究院”，並且有西野專用的研究室。並從美國進口了一部離心機，專供西野研製原子彈之用。
蔣介石立即派人想把他爭取過來，以免西野落入其它國家手中。據戴笠查證，西野的實驗室已提煉鈾元素22磅，如果能把西野爭取到手，不但22磅的精煉鈾掌握在中國人手上，要進入原子能研究的堂奧，顯然要事半功倍得多了。
1946年7月24日，軍政部長陳誠整合各種訊息之後，給蔣介石上了一份堪稱完整的報告，針對從抗戰勝利以來，那些自稱能研製原子彈的情報來源，過濾其可行性和真確性之後，向蔣先生提出簡要報告。陳誠的報告，說明自抗戰勝利以後，各種有關日本科研人員在中國研製原子彈的訊息，經國民黨當局逐一查證過濾，其結果似乎都是“確有此事，但是查無實據”。
其實，早在李宗仁向蔣介石彙報北平遺留有日本核彈專家的情報之前，蔣介石已經悄悄計議著中國人自行研製核彈的可能性，負責執行此一計劃的，是兵工署副署長俞大維。並下令撥付經費十萬元法幣，激活這項秘密計劃，建議吳大猷組建原子彈研發小組用一年時間造出原子彈，聽完蔣介石一席談話，吳大猷向蔣先生建言，發展核彈最重要的是人才。蔣介石清楚了問題癥結所在，當即向吳大猷命令選拔人才赴美國深造，在吳大猷帶領下，包括楊振寧、李政道、朱光亞這批研習物理學的年輕學子，踏上了留學美國的旅途。
1946年6月，一個以研製原子彈為核心任務的單位正式組成，按照計劃，“原子能研究委員會”和早先成立的“國防科學委員會”密切配合，展開原子彈研發作業。吳大猷等人選定的年輕學者，已經陸續赴美深造，中國的原子彈研究計劃正式激活。
然而，隨著國內局勢的日益緊張以及內戰的開打，國民黨當局的軍費漸呈捉襟見肘之勢，為了研製原子彈而派遣的年輕學者，仍在美國繼續深造之中，當局仍然持續供給經費，讓他們沒有後顧之憂。但是，“原子能研究委員會”徒然維持著虛有其表的空殼子，研製原子彈的組織單位不僅不再擴大，還有逐步縮減的打算。
白崇禧於1947年4月21日，呈送了一份《要件演示文稿》給蔣介石，開宗明義建議蔣介石“請設立原子物理研究所”。蔣介石看後在這份公文上批示：“目前國庫支應浩繁，外匯亦須節用，所請設立原子物理研究所一案，似應緩辦。”
本來計劃大張旗鼓的“原子物理研究所”，最後終因內戰軍費支出過於龐大，蔣介石被迫忍痛割愛，國民黨當局在大陸時期的原子彈研製工作，即如曇花一現。計劃擱置後不到三年，蔣已敗退臺灣，他二度準備研製原子彈，已是四五年後的事。
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