Dự án Manhattan
Urani > Quặng

Nguyên liệu thô chủ yếu của dự án là urani - được sử dụng làm nhiên liệu của lò phản ứng, làm chất liệu để chế tạo plutoni và làm bom nguyên tử (dưới dạng được làm giàu). Vào thời điểm năm 1940, có bốn mỏ lớn urani được biết tới: ở Colorado, ở bắc Canada, ở Joachimstal thuộc Tiệp Khắc và ở Congo thuộc Bỉ; trừ Joachimstal còn lại 3 mỏ kia đều nằm trong tay Đồng minh. Một cuộc khảo sát vào tháng 11 năm 1942 xác định rằng dự án có đủ nguồn cung cấp urani để chế tạo bom. Nichols sắp xếp với Bộ Ngoại giao Hoa Kỳ để kiểm soát việc xuất khẩu oxit urani và thương thảo việc mua 1200 tấn Anh quặng urani từ Congo thuộc Bỉ đang được trữ trong một kho thuộc Đảo Staten và lượng quặng đã được đào đang trữ ở Congo. Ông thảo luận với Công ty Mỏ vàng Eldorado để mua quặng từ mỏ ở Port Hope, Ontario, vận chuyển theo mỗi lô 100 tấn. Chính phủ Canada sau đó tìm cách mua lại cổ phiếu công ty này cho đến khi nắm được cổ phần kiểm soát.
Mặc dù những thương vụ trên đảm bảo nguồn cung cấp đầy đủ cho các nhu cầu thời chiến, các nhà lãnh đạo Hoa Kỳ và Anh đi đến chỗ quyết định rằng lợi ích quốc gia của họ đòi hỏi phải nắm quyền kiểm soát càng nhiều càng tốt các mỏ urani trên toàn thế giới. Nguồn quặng giàu nhất là ở mỏ Shinkolobwe ở Congo thuộc Bỉ, nhưng nơi này đã bị lụt và phải đóng cửa. Nichols tìm cách thỏa thuận để mở cửa lại mỏ và thu mua toàn bộ sản lượng trong tương lai với Edgar Sengier, giám đốc công ty sở hữu mỏ, Union Minière du Haut Katanga, nhưng không thành công. Vấn đề này được đưa lên Ủy ban Chính sách Hỗn hợp. Vì 30% cổ phần công ty nằm trong tay người Anh, nước Anh đóng vai trò chính trong các cuộc thương thảo. Tử tước Waverley và Đại sứ John Winant tìm ra một thỏa thuận với Sengier và chính phủ Bỉ lưu vong vào tháng 5 năm 1944 để mở lại mỏ và bán 1720 tấn Anh quặng với giá 1,45 đô la một bảng. Để tránh sự phụ thuộc vào Anh và Canada, Groves cũng sắp xếp để mua kho dự trữ urani của Tập đoàn Vanadium Hoa Kỳ ở Uravan, Colorado. Các mỏ ở Colorado sản xuất được khoảng 800 tấn Anh quặng.
Tập đoàn Mallinckrodt ở St. Louis, Missouri, nhận quặng thô và hòa tan nó trong axit nitric để sản xuất uranyl nitrat (UO2(NO3)2. Ether được hòa vào để loại chất pha tạp trong một quá trình trích xuất dung môi. Uranyl nitrat sau đó được nung để tạo thành urani trioxit, rồi cuối cùng thu được urani dioxide có độ tinh khiết cao. Tới tháng 7 năm 1942, Mallinckrodt sản xuất được 1 tấn oxit tinh khiết 1 ngày, nhưng chuyển nó thành urani kim loại ban đầu tỏ ra khó khăn hơn nhiều đối với các nhà thầu Westinghouse và Metal Hydrides. Sản lượng rất thấp, còn chất lượng thấp một cách không thể chấp nhận. Một nhánh đặc biệt của Phòng thí nghiệm Luyện kim được thành lập ở Đại học Bang Iowa ở Ames, Iowa, dưới quyền Frank Spedding để nghiên cứu phương pháp thay thế, và quá trình Ames (mô tả trong hình phía dưới) đi vào vận hành năm 1943, cho phép sản xuất urani kim loại quy mô lớn.
Một quả "bom" (bình áp suất) chứa urani halide (thông thường là UF4) và bột một kim loại khử, nhiều khả năng là magiê, được đưa xuống một lò nung
Sau khi phản ứng xảy ra, thành trong của "bom" phủ một lớp xỉ còn dư
Một thỏi, thường gọi là "bánh quy", urani kim loại thu được từ phản ứng khử