1939年，英国的牛津、剑桥、利物浦和伯明翰大学即全面展开了原子能的研究工作，并得到逃亡到英国的许多外国科学家的帮助。1940年5月，丘吉尔就任英国首相后，在首都成立了以帝国化学公司华莱士·佩林为助手的秘密理事会，代号为『饶管厂』。丹麦著名物理学家尼尔斯·玻尔，为英国人提供了德国人『利用慢中子连锁反应制造炸弹』的重要情报，加速了英国人的科研速度。在一年多的时间里，英国人在核武器结构和供弹芯用的稀有铀同位素分离研究方面取得了重大的进展。
但英国已被战争消耗得精疲力尽，英国政府1941年7月派出了以澳大利亚科浓家马库斯·奥利劳特率领的代表团出访美国，敦促美国加速研制原子弹。1942年夏，丘吉尔和罗斯福在伦敦海德公园会晤，决定以美国为研试地点。但美国拒绝向英国提供有关原子弹的情报。美国试爆原子弹成功后英方向美方多次交涉，但仍无法获取有关资料。第二次世界大战后，英国人迅速在伯克郡建立了自己的科研基地，在坎伯兰市温克尔建立了一座钚反应堆。第一任负责人是约翰·科克罗夫特爵士。1946年6月，K·福克斯从美国回到英国担作原子能研究机构理论部主任。1946年8月，美国总统杜鲁门签署麦克马洪法案，决定由美国垄断原子弹生产，彻底堵塞了美英原子情报交流渠道。1949年2月，布鲁诺·蓬泰科尔从加拿大回到英国接任该基地主管科学的主任职务，使得英国的核科研工作具备了雄厚的科技力量。
1952年10月3日，英国第一颗原子弹在澳大利亚蒙特贝洛沿海的船上试爆成功，成为世界上第三个拥有核武器的国家。1956年，英国在空军装备原子弹。3年后又爆炸了氢弹，成为世界上第三个爆炸氢弹并具有核作点能力的国家。
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