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美軍1945年在日本投下兩枚原子彈，是人類史上首次、亦是迄今唯一一次用於戰爭的原子彈。這兩枚大殺傷力武器的製造，源自美國在1942年至1946年高度秘密的「曼哈頓計劃」(Manhattan Project)。
德國科學家哈恩1938年在柏林發現核裂變現象，釋放的能量足以製造威力強大的炸彈，但需要先解決技術問題。逃離納粹德國的猶太裔科學家愛因斯坦認為，德國最終會研發出原子彈，於是在1939年二戰爆發前夕，致函警告時任美國總統羅斯福，引起美國注意。1941年日本偷襲珍珠港，促使美國對日宣戰，亦加大美國趕在德國之前研製出原子彈的決心。
羅斯福在1942年簽署一項核武秘密計劃，其後取名「曼哈頓計劃」，很多從歐洲流亡美國的科學家都參與其中，意大利物理學家費米在芝加哥成功製造全球首個核反應爐，成為計劃的成功關鍵。
1945年二戰步入尾聲，軸心國僅剩日本負隅頑抗。美國擔心強攻日本只會造成更慘烈的人命傷亡，於是派出當時最先進的B-29超級堡壘轟炸機投下原子彈，促使日本投降，結束二戰。時至今日，各界對美軍應否動用原子彈仍未有定論。
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