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核反应堆芝加哥1号堆。在费米的指导下，反应堆于1942年12月2日进行了临界实验。 康普顿安排执行铀矿的浓缩，指派杜邦公司负责位于田纳西州的橡树岭的钚反应堆的部分工程。钚项目在1943年7月遭遇了重大危机。埃米利奥·塞格雷发现橡树岭的X-10石墨反应堆产生的钚含有大