分校等学校的研究钚与核反应堆设计的研究组整合为芝加哥的冶金实验室。实验室要实现的目标包括建造将铀转化为钚的反应堆，寻找将钚从铀中分离出来的化学方法以及设计制造原子弹。1942年6月，美国陆军工兵部队接管了核武器开发项目，而康普顿的冶金实验室也成了曼哈顿计划的一部分。同月，康普顿授权罗伯特·奥本海默设计原子弹。冶金实验室的各位科学家设计出不同类型的反应堆，尽管当时还没有建成任何反应堆，康普顿拥有决定哪种类型值得继续发展的最终权力。在冶金实验室的迁址问题仍在讨论中时，康普顿决定在斯塔格球场看台下建造首个