Ydinaseohjelmat eri maissa
Yhdysvallat kehitteli ydinasetta 1942–1945 Los Alamosissa fyysikko Robert Oppenheimerin ja kenraali Leslie Grovesin johdolla niin sanotussa Manhattan-projektissa. Huippusalainen projekti työllisti tuhansia ihmisiä. Ensimmäinen ydinase, Plutoniumpommi lempinimeltään The Gadget (”Vempain”), räjäytettiin 5:30 aamulla 16. heinäkuuta 1945 Alamogordossa, New Mexicossa. Tämä ensimmäinen koe tunnetaan nimellä "Trinity". Pommi räjäytettiin terästornissa. Räjähdyksen aiheuttamassa kuumuudessa hiekka ja kivi muuttuivat kraatterissa lasiksi. Räjähdysvoimaltaan pommi vastasi noin 20 kilotonnia TNT:tä.
Plutonium
Vuonna 1940 kaksi toisistaan riippumatonta ryhmää (Edwin McMillanin ja Philip H. Abelsonin ryhmä sekä Egon Bretscherin ja Norman Featherin ryhmä) ennustivat neptuniumin ja plutoniumin löytymisen. Joulukuussa 1940 Glenn Seaborgin johtama tutkimusryhmä pommitti uraanin isotooppia 238 deuteriumin ioneilla syklotronissa. Tästä syntyi neptuniumin isotooppia 238. He huomasivat, että syntynyt ydin hajosi β-hajoamisen kautta, jolloin syntyi uusi alkuaine, plutonium. Maaliskuussa 1941 tutkijat löysivät plutoniumin isotoopin 239, joka hajosi spontaanin fission kautta. Löytö pidettiin koko toisen maailmansodan ajan salassa. Syyskuussa 1942 plutoniumia eristettiin ja mitattiin ensimmäisen kerran. Manhattan-projektin aikana rakennetuissa Oak Ridgen kansallisessa laboratoriossa ja Hanford Sitessa valmistettiin plutoniumia. Vuonna 1945 yhdysvaltalaisilla oli useita kiloja radioaktiivista plutoniumia, joista he rakensivat kolme ydinpommia. 16. heinäkuuta 1945 räjäytettiin New Mexicossa ensimmäinen ydinpommi. Toisen maailmansodan aikana, 9. elokuuta Yhdysvallat pudotti Nagasakiin Fat Man -ydinpommin, jonka polttoaineena oli plutoniumia.