alt=A large man in uniform and a bespectacled thin man in a suit and tie sit at a desk.|droite|vignette|300x300px|James Chadwick (à gauche), le représentant de la Mission britannique, discutant avec le major général Leslie R. Groves, Jr. (à droite), directeur du projet Manhattan

La Grande-Bretagne a contribué au projet Manhattan en aidant à amorcer les efforts pour construire les premières bombes atomiques aux États-Unis durant la Seconde Guerre mondiale et contribua à porter le projet jusqu'à son achèvement en en fournissant une expertise cruciale. Faisant suite à la découverte de la fission nucléaire de l'uranium, les scientifiques Rudolf Peierls et Otto Frisch de l'université de Birmingham, calculèrent que la masse critique d'une sphère métallique pure d'uranium 235 ne dépassait pas 1 à (2,2 à 22 livres) et produirait une explosion aussi puissante que plusieurs milliers de tonnes de dynamite. Le mémorandum de Frisch et Peierls incita la Grande-Bretagne à créer son propre projet de bombe atomique connu sous le nom de Tube Alloys. Mark Oliphant, un physicien australien travaillant en Grande-Bretagne a largement contribué à faire connaître les résultats britanniques aux États-Unis, ce qui encouragea le développement du projet américain "Manhattan". À l'origine, le projet britannique était plus étendu et avancé, mais après l'entrée en guerre des États-Unis, il fut rapidement surpassé et éclipsé par son homologue américain. Le gouvernement britannique décida de laisser en suspens ses propres ambitions nucléaires et de participer au projet américain.

En , le Premier ministre Winston Churchill et le président Franklin Roosevelt signèrent l'accord de Québec, qui prévoyait la coopération entre les deux pays. Cet accord mettait sur pied le Comité d'orientation combiné () et l'Organisation combinée de développement (Combined Development Committee) afin de coordonner les efforts des États-Unis, du Royaume-Uni et du Canada. Une mission britannique dirigée par Wallace Akers, aida au développement de la technologie de la diffusion gazeuse à New York. La Grande-Bretagne produisit également le nickel en poudre nécessaires pour le processus de diffusion gazeuse. Une autre mission, dirigée par Mark Oliphant agissant en tant que directeur adjoint au Laboratoire de radiations de Berkeley, apporta son aide avec le processus de séparation électromagnétique. James Chadwick était le chef d'une équipe renommée de scientifiques britanniques au Laboratoire de Los Alamos incluant Niels Bohr, Peierls, Frisch, Sir Geoffrey Taylor et Klaus Fuchs, qui se révéla par la suite être un espion soviétique dans le domaine nucléaire. Quatre membres de la mission britannique devinrent des chefs de groupe à Los Alamos. William Penney observa le bombardement de Nagasaki et participa à l'opération Crossroads de tests nucléaires en 1946.

La coopération s'acheva avec la Loi sur l'énergie atomique (Atomic Energy Act) de 1946 plus connu sous le nom de Loi McMahon (McMahon Act), et Ernest Titterton, le dernier employé du gouvernement britannique, quitta Los Alamos le . La Grande-Bretagne poursuivit ensuite avec son propre programme d'armement nucléaire pour devenir le troisième pays à tester une arme nucléaire développée de manière indépendante en .

Les origines vignette|droite|redresse|Mark Oliphant fut une figure clé du lancement des deux programmes d'armement nucléaire britannique et américain La découverte en 1938 de la fission nucléaire de l'uranium par Lise Meitner et Otto Hahn, souleva la possibilité qu'une bombe atomique extrêmement puissante puisse être créée. Des réfugiés ayant fui l'Allemagne nazie et d'autres pays fascistes étaient particulièrement alarmés par la notion d'un projet d'énergie nucléaire allemand. Aux États-Unis, trois d'entre eux, Leo Szilard, Eugene Wigner et Albert Einstein furent poussés à écrire la Lettre Einstein-Szilárd adressée au président Roosevelt pour le prévenir du danger. Celle-ci amena le président à créer Comité consultatif pour l'uranium. En Grande-Bretagne, les lauréats du prix Nobel de physique, George Paget Thomson et William Lawrence Bragg furent suffisamment inquiets pour prendre l'affaire en main. Leurs préoccupations parvinrent au secrétaire de le Comité de Défense impériale, le major-général Hastings Ismay, qui consulta Sir Henry Tizard. Comme beaucoup de scientifiques, Tizard était sceptique sur la probabilité qu'une bombe atomique puisse être développée, estimant les chances de réussite à 1 contre .

Même avec une telle cote, le danger fut considéré comme suffisamment grand pour être pris au sérieux. Thomson au l'Imperial College London, et Mark Oliphant, un physicien australien de l'université de Birmingham furent chargés d'effectuer une série de d'expériences sur de l'uranium. Vers le mois de , l'équipe de Thomson échoua à provoquer une réaction en chaîne avec de l'uranium naturel et il décida donc que cela ne présentait aucun intérêt de poursuivre. Cependant, à Birmingham, l'équipe d'Oliphant parvint à des conclusions radicalement différentes. Oliphant avait délégué la tâche à deux scientifiques allemands réfugiés, Rudolf Peierls et Otto Frisch qui ne pouvaient pas travailler sur le projet de radar de l'université car ils avaient le statut d'« étranger ennemi » et ne bénéficiaient pas de ce fait des habilitations sécuritaires nécessaires. Ils calculèrent la masse critique d'une sphère métallique pure d'uranium-235, le seul isotope que l'on puisse trouver en quantité suffisante à l'état naturel, et trouvèrent qu'au lieu de plusieurs tonnes, comme tout le monde l'estimait, seule 1 à 10 kilogrammes (2,2 à 22.0 lb) suffiraient et pourrait exploser avec la puissance de milliers de tonnes de dynamite. Oliphant amena le Mémorandum de Frisch et Peierls à Tizard et la commission MAUD fut mise sur pied afin de poursuivre les recherches. Elle mena un effort intense de recherche et, en , produisit deux rapports complets qui arrivaient à la conclusion que non seulement la fabrication d'une bombe atomique était techniquement faisable, mais également qu'elle pouvait être produite avant la fin de la guerre, peut-être même en l'espace de deux ans.

Le Comité recommanda à l'unanimité la poursuite du développement d'une bombe atomique comme une question d'urgence, bien qu'il reconnût que les ressources nécessaires pourraient être au-delà celles disponibles en Grande-Bretagne. Une nouvelle direction, dénommée Tube Alloys, fut créé pour coordonner cet effort. Sir John Anderson, le Lord président du Conseil, devint le ministre responsable, et Wallace Akers de Imperial Chemical Industries (ICI) fut nommé directeur de Tube Alloys.

La coopération anglo-américaine initiale

Au mois de , la Grande-Bretagne avait offert aux États-Unis l'accès à ses recherches scientifiques et John Cockcroft de la Mission Tizard briefa les scientifiques américains au sujet des développements britanniques. Il découvrit à cette occasion que le projet américain était plus petit et loin d'être aussi avancé que le projet britannique. Parmi les échanges scientifiques, les découvertes de la Commission MAUD furent transmis aux États-Unis. Oliphant, l'un des membres de la Commission Maud, s'envola pour les États-Unis à la fin , et découvrit que certaines informations vitales n'avaient pas atteint les physiciens américains clés. Il rencontra le Comité de l'uranium, et visita Berkeley, en Californie, où il eut une discussion persuasive avec Ernest O. Lawrence, qui fut suffisamment impressionné pour commencer ses propres recherches sur l'uranium au Laboratoire de radiations de Berkeley. Lawrence discuta à son tour avec James B. Conant, Arthur H. Compton et . La mission d'Oliphant fut un succès; les physiciens américains clés avaient pris conscience de la puissance potentielle d'une bombe atomique. Armé des données britanniques, Vannevar Bush, le directeur du Bureau de recherches scientifiques et de développement (OSRD), briefa Roosevelt et le vice-président Henry A. Wallace au cours d'une rencontre à la Maison-Blanche le .

vignette|gauche|Sir John Anderson, ministre responsable de Tube Alloys

Les Britanniques et les Américains échangèrent des informations nucléaires mais ne combinèrent pas initialement leurs efforts. Les responsables britanniques ne répondirent pas à une offre datée du mois d' de Bush et de Conant de créer un projet combiné américano-britannique. Au mois de , , chef du bureau des liaisons londonien de l'OSRD, souleva la question de la coopération et de l'échange d'informations avec Anderson et Lord Cherwell qui soulevèrent ostensiblement des objections concernant leurs inquiétudes au sujet de la sécurité américaine. L'ironie voudra qu'après la guerre, il sera révélé que le projet britannique avait déjà été infiltré par des de l'Union soviétique.

Néanmoins, le Royaume-Uni ne disposait pas des ressources humaines et matérielles dont les États-Unis pouvaient disposer et en dépit d'un démarrage prometteur, Tube Alloys se trouva rapidement dépassé et surclassé par son pendant américain. La Grande-Bretagne dépensait environ par an dans le domaine de la recherche et du développement et Metropolitan-Vickers construisait des unités de diffusion gazeuse pour l'enrichissement de l'uranium d'une valeur de ; mais le projet Manhattan coûtait dans le domaine de la recherche et du développement et avait engagé des contrats de construction d'une valeur de au taux de guerre fixe de quatre dollars pour une livre. Le , Anderson conseilla au premier ministre, Winston Churchill, la chose suivante :

À ce stade, les positions des deux pays s'étaient inversées par rapport à ce qu'elles furent en 1941. Les Américains avaient commencé à suspecter les Britanniques d'être à la recherche d'avantages commerciaux pour l'après-guerre et le brigadier général Leslie R. Groves, Jr. qui prit le commandement du Projet Manhattan le voulut renforcer la sécurité par une politique de cloisonnement similaire à celle que les Britanniques avaient imposée au sujet des radars. Des responsables américains décidèrent que les États-Unis n'avaient dès lors plus besoin d'aide extérieure. Le secrétaire à la guerre, Henry L. Stimson, estimait que les États-Unis effectuant "quatre-vingt-dix pour cent du travail" sur la bombe, il était dès lors "préférable pour nous de poursuivre à partir de maintenant sans partager plus que nécessaire"("better for us to go along for the present without sharing anything more than we could help"). Au mois de , Roosevelt approuva la restriction du flux d'information à ce que la Grande-Bretagne pouvait utiliser pendant la guerre même si, ce faisant, il ralentissait le projet américain. À titre de rétorsion, les Britanniques arrêtèrent de transmettre des informations et des scientifiques en Amérique et les Américains décidèrent de stopper tout partage d'information.