在1938年德国发现核裂变现象后，日本学界同样注意到这一划时代的信息，著名物理学家仁科芳雄在1939年提出将新发现进行军事应用的可能性。次年，日本陆军经研究认为制造原子弹切实可行，东条英机于1941年5月批准陆航递交的“制造铀弹报告”，指派仁科芳雄带100多名学者进行研究，该计划以仁科芳雄名字的第一个字命名，称“仁计划”。
日本海军不甘示弱，1942年也实施核开发项目，并以“原子裂变”英文单词“fission”首字母命名，称“F计划”，由京都帝国大学提供支持，负责人是物理学家荒胜文策。
1943年，仁科芳雄完成了原子弹的理论研究，但日本缺乏实验需要的铀原料，便在本土、朝鲜、满洲各地寻找铀矿，又向德国寻求帮助。德国对此不能明显拒绝，否则就是告诉日本自己在开发原子弹并反对日本研制——这会影响日德合作，但霍夫曼也不想加快日本的研发进度，便采取了折中办法，告诉日方欧洲铀矿石不多，德国已拿来自己研究，目前比属刚果有铀矿石，对其他国家德国严格限制输出，日本作为盟友不在此列，不过没有现货，要等几个月才能提供给日本，不过价格索取倒不贵。
日本选择了等待，最终在10月份顺利拿到了几百吨铀矿石，这让日方非常满意，连忙运回国研究，今年打下印度后又在当地发现了铀矿，喜出望外地加以开采，很快连上海黑市都能买到铀矿石。
上海黑市此时赫赫有名，只要能拿出硬通货，各种各样的东西只要不是太离谱都能搞到，重庆、延安、南京当局经常在上海购买急需的药品和小批量军火物资，甚至还能买到航空发动机、反坦克炮等中国方面根本生产不了的东西，至于无缝钢管之类根本就是小意思，日本对此都睁眼闭眼——很多其实是日本自己放出来回笼资金的。
除了实物，上海黑市最有名的还属情报交易，形形色色人群在上海参与情报买卖，中国三派、美、苏、日都在里面插手，翻江倒海，德国和意大利在上海同样派驻了不小的力量，上海街头巷尾经常会莫名其妙死人，这些多半就是情报员和线人，其谍战之惊心动魄，堪称世界一绝。
目前制约日本的问题不是矿石而是技术、设备和资源，到1943年12月，日本还从德国手里买到了重水和2套浓缩铀分离装置，仁科芳雄计算后认为制造原子弹需要耗费日本十分之一的电力与二分之一的铜（他低估了电力需求但高估了铜的需求），并推测德国、美国甚至苏联一定已启动了原子弹研制且进度比日本更快，对启动浓缩铀并试制原子弹工程跃跃欲试。
当然有个固有体制问题没法绕开：陆海军核计划此时还是各自运作，没有协同更谈不上合并——这件事情没石原莞尔和堀悌吉等大本营大佬坐下来谈根本摆不平。
石原莞尔对核武器开发异常热心，他很早便设想有一种“怪力光线”武器突然出现从而改变甚至结束战争，再加“仁计划”比“F计划”进度靠前，便提出由陆军主导、大本营统筹，对此堀悌吉也答应了，可随后陆军提出经费不足，希望海军承担80%以上的费用并保障从德国得到其他技术、设备引进，这要求就让海军方面接受不了，哪怕堀悌吉答应，海军其他人包括山本在内也有想法，事情一直僵在这里，松田千秋作为堀悌吉的心腹，对整件事非常清楚——海军中知道这件事的人不超过10个。
不过在他看来这件事未必没有转机，接下去的夏威夷战略要引入很多陆军力量，不妨作为谈判筹码和陆军谈，所以才提起两个计划。
闻听此言，一直胸有成竹的堀悌吉罕见地沉默了，半天后苦笑着摇头：“裂变武器超越了我的理解范畴，我到现在都很难相信有如此威力巨大的武器。退一步说，即便这种武器真有效，也不是日本目前能负担的。”
“我不这么悲观，假如两个计划尽快合并、集中研发，保证物资和能源供应，再从德国获取一点装置和技术，我想速度会大大加快，也许……”
“但总归这是技术、资金和资源高度富集，只有强国才能成功的武器，日本在哪方面都不占优势，比美国差实在太远了。如果日本都能弄出来，美国没理由搞不出来。也许我们生产一颗，美国人能生产5、6颗，这怎么打？”堀悌吉长长地叹了口气，“如果真能拿下夏威夷，国防态势就会大有改善，也许有更多的精力和财力支持裂变炸弹的研制。毕竟这是相当耗资源、耗金钱的武器。”
“要多少钱？”
“具体价格我不知道，听说不会少于10艘大和的价格，关键还不知道这种炸弹是不是真有一锤定音的效果，万一花了钱效果不好，这事情就尴尬了。和平时期无所谓，走弯路大不了举国上下苦一点、熬一熬，战争时期走了弯路，后果不堪设想。”堀悌吉叹气道，“当初如果不建造大和、武藏，我们至少可以多6条翔鹤级，那样连中途岛都不会输！再说，打中途岛大和、武藏也没派上用场啊……”
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