Jabarkan Proyek Manhattan dari High Explosive Research

Pada Juli 1940, Britania menawarkan akses terhadap penelitiannya kepada Amerika Serikat (AS), dan dalam Misi Tizard, Cockroft menjelaskan perkembangan di Britania kepada para ilmuwan AS. Cockroft melihat bahwa saat itu AS memiliki proyek serupa yang jauh lebih kecil dan lebih tertinggal dibandingkan Britania. Britania dan AS kemudian bertukar informasi tentang proyek masing-masing, tetapi pada awalnya tidak menggabungkan upaya mereka. Amerika menawarkan penggabungan pada Agustus 1941, tetapi tidak dijawab Britania. Pada November 1941, Frederick L. Hovde, kepala perwakilan Kantor Pengembangan dan Penelitian Ilmiah AS di London, menyebutkan isu kerja sama dan pertukaran informasi kepada Anderson dan Frederick Lindemann. Kedua pejabat Britania ini menyatakan keberatan dan keraguan atas keamanan proyek AS. Ironisnya, pada saat ini justru proyek Britanialah yang telah disusupi mata-mata Uni Soviet, yang juga ingin mengembangkan bom atom sendiri.

AS memiliki sumber daya yang lebih besar dibandingkan Britania Raya dan tak lama kemudian proyek bom atom AS jauh lebih maju dibandingkan Britania. Pada 30 Juli 1942, Anderson memberi tahu PM Britania Winston Churchill bahwa "Kita harus menghadapi kenyataan bahwa ... karya rintisan kita ... adalah aset yang semakin mengecil, dan bahwa, jika kita tidak menggunakannya secepatnya, kita akan disalip. Saat ini, kita masih memiliki sumbangsih sungguhan jika terjadi 'penggabungan'. Tak lama lagi, kita akan cuma punya sedikit atau tidak punya apa-apa."

Britania mempertimbangkan mengembangkan bom atom sendiri tanpa melibatkan AS, tetapi untuk mencapai ini dibutuhkan prioritas tinggi dan biaya sangat besar yang dapat mengacaukan upaya-upaya lain terkait perang yang sedang berlangsung. Selain itu, hasilnya mungkin akan terlambat dan tidak sempat memengaruhi jalannya Perang Dunia II. Para pejabat Britania sepakat bahwa sebelum mengambil jalan ini, mereka perlu mencoba jalan lain yaitu melalui kerja sama dengan AS. Pada Konferensi Quebec I, Agustus 1943, Churchill dan Presiden AS Franklin Roosevelt menandatangani Perjanjian Quebec yang menggabungkan proyek nuklir kedua negara. Ketentuan perjanjian ini menempatkan Britania di posisi yang lebih rendah di antara kedua sekutu ini. Britania menerima perjanjian ini dengan anggapan bahwa inilah perjanjian terbaik yang bisa mereka dapatkan dalam kondisi saat itu. Batasan-batasan dalam perjanjian tersebut adalah harga yang harus dibayar demi informasi teknis yang akan dalam proyek nuklir setelah perang selesai.

Perjanjian Quebec mengatur didirikannya "Komite Kebijakan Gabungan" dan "Perwalian Pengembangan Gabungan" untuk mengoordinasi upaya masing-masing negara. Pada 19 September 1944, sebuah aide-mémoire yang disetujui Roosevelt dan Churchill memperluas kerja sama militer dan komersial kedua negara hingga masa setelah perang berakhir. Para ilmuwan Britania memiliki andil besar dalam Proyek Manhattan yang kelak menghasilkan bom atom pertama dunia untuk AS. Tim Britania yang dipimpin Akers membantu pengembangan teknologi difusi gas di New York. Tim lain, dipimpin Oliphant yang ditunjuk sebagai wakil direktur Laboratorium Radiasi Berkeley, membantu proses pemisahan isotop secara elektromagnetis. Cockroft menjadi direktur Laboratorium Montreal. Tim Britania juga dikirim ke Los Alamos, pada awalnya dipimpin James Chadwick dan kemudian dipimpin Peierls. Tim ini beranggotakan ilmuwan terkemuka Britania seperti Geoffrey Taylor, James Tuck, Niels Bohr, William Penney, Frisch, Ernest Titterton, dan Klaus Fuchs (Klaus kelak diketahui sebagai mata-mata Soviet). Sebagai pemimpin umum seluruh tim Britania, Chadwick mengarahkan anggotanya agar berkontribusi secara penuh, dan ia sendiri membangun hubungan akrab dengan Direktur Proyek Manhattan Brigjen Leslie R. Groves.

Berakhirnya kerja sama dengan AS

Setelah berakhirnya Perang Dunia II, hubungat erat Britania dan AS yang dijuluki Special Relationship ("Hubungan Istimewa") mulai merenggang. Pemerintah Britania awalnya menganggap bahwa teknologi nuklir hasil Proyek Manhattan adalah penemuan bersama dan AS akan berbagi teknologi dengan Britania. Pada 8 Agustus 1945, Perdana Menteri Clement Attlee menyebut dirinya dan Presiden AS Harry Truman sebagai "kepala-kepala pemerintahan yang mengendalikan kekuatan hebat ini". Kenyataannya, setelah meninggalnya Roosevelt pada 12 April 1945, pemerintah AS selanjutnya tidak terikat pada aide-mémoire September 1944. Bahkan pada Juni 1945 saat Jenderal Besar Britania Henry Maitland Wilson menyebut isu ini dalam pertemuan Komite Kebijakan Gabungan, pihak AS tidak menemukan salinan aide-mémoire milik mereka. Ketika Britania mengirim sebuah fotokopi pada 18 Juli, Groves mempertanyakan keabsahan dokumen tersebut, dan baru beberapa tahun berikutnya AS menemukan salinan milik mereka dalam arsip milik Laksamana Madya Wilson Brown, Jr., anggota staf militer Roosevelt dari pihak angkatan laut. Agaknya seseorang salah menyimpannya karena terkecoh dengan istilah Tube Alloys dan mengiranya terkait urusan angkatan laut.

Pada 9 November 1945, Attlee dan Perdana Menteri Kanada Mackenzie King mengunjungi Washington, D.C. untuk membicarakan rencana kerja sama senjata dan tenaga nuklir. Mereka lalu menandatangani sebuah memorandum yang menggantikan Perjanjian Quebec. Dengan memorandum ini, Komite Kebijakan Gabungan dan Perwalian Pengembangan Gabungan dilanjutkan, Kanada menjadi mitra penuh, dan kewajiban untuk saling meminta izin dalam penggunaan senjata nuklir diganti menjadi hanya kewajiban berkonsultasi. Ketiga kepala pemerintahan menyetujui bahwa akan ada kerja sama penuh dan efektif mengenai tenaga nuklir, tetapi yang selanjutnya terjadi tidak sesuai dengan harapan pihak Britania. Pihak AS menganggap bahwa kerja sama ini hanya terbatas untuk penelitian sains dasar.

Pertemuan Komite Kebijakan Gabungan selanjutnya pada 15 April 1946 tidak menghasilkan kesepakatan mengenai kerja sama. Pertemuan ini dilanjutkan dengan pertukaran pesan antara Truman dan Attlee. Pada 20 April, Truman mengirim kabel diplomatik berisi bahwa ia tidak menganggap memorandum sebelumnya mewajibkan AS membantu Britania dalam merancang, membangun, dan mengoperasikan pembangkit tenaga nuklir. Pada Agustus 1946, Amerika mengesahkan Undang-Undang Tenaga Atom 1946 ("McMahon Act"), yang berlaku efektif pada 1 Januari 1947 dan mengakhiri kerja sama teknis di bidang nuklir. Undang-undang ini membatasi pertukaran informasi yang disebut "data terlarang" (restricted data) sehingga sekutu-sekutu AS tidak lagi boleh menerima informasi apapun. Ilmuwan Britania yang masih bekerja di AS dilarang membuka dokumen-dokumen yang mereka tulis sendiri beberapa hari sebelumnya.

Kembalinya proyek mandiri Britania Raya