Тем самым нацистское правительство официально утвердило «Урановый проект» как составную часть научных исследований военного значения. В административном отношении он поначалу был более совершенен, чем аналогичные организации во Франции, Англии и США. Большинство физиков, призванных на военную службу, получили разрешение вернуться в свои лаборатории.
Научным центром «Уранового проекта» был определен Физический институт Общества кайзера Вильгельма (подобно Королевскому обществу в Англии, оно выполняло в Германии функции Академии наук).
Ректором Физического института (в ту пору одного из крупнейших в Европе научных учреждений, которым в 20-х годах руководил Альберт Эйнштейн) был назначен Вернер Гейзенберг. К участию в «Урановом проекте» были подключены физико-химические факультеты Гамбургского, Лейпцигского и Гейдельбергского университетов.
В тогдашней научной структуре Германии существовала резкая грань между исследованиями и разработками. Всем тем, что относилось к разработкам, то есть к практическому применению научных открытий, ведал имперский министр вооружений Альберт Шпеер. Что же касается исследовательских работ военного значения, то их курировало управление армейских вооружений. Именно туда в конце концов попало письмо гамбургских физиков Гартека и Грота. Им занялся начальник исследовательского отдела Эрих Шуман. Будучи родственником великого композитора, он использовал это родство вполне в духе времени: сочинял военные марши. Такое увлечение служило поводом для эпиграмм, в которых на все лады рифмовались немецкие слова «физИк» и «музИк». Впрочем, может быть, именно написанные для вермахта марши помогли посредственному физику стать начальником отдела в управлении армейских вооружений, а впоследствии — одной из важных фигур «Уранового проекта».
Управлению армейских вооружений был непосредственно подчинен и Физический институт Общества кайзера Вильгельма. Шуман взял на себя роль административного руководителя группы в составе Гейзенберга, Гана, Вайцзеккера и других физиков, занявшихся созданием экспериментального уранового котла на военном полигоне близ Берлина.
В ту пору гитлеровская Германия располагала научным и производственным потенциалом, а также материальными и финансовыми ресурсами для ядерных исследований. В области металлургии, машиностроения, электротехники германская промышленность занимала второе место в мире после американской, а в области химии даже опережала ее.
В мае нацисты оккупировали Норвегию, где тогда находилось единственное в мире предприятие по производству тяжелой воды в промышленном масштабе. Вскоре же была оккупирована Бельгия, где, как уже говорилось, был захвачен большой запас уранового концентрата.
Потребности лабораторных исследований в Германии до этого покрывались яхимовским месторождением на территории Чехословакии. (Его смоляная руда с большим содержанием окиси урана до войны шла на изготовление огнеупорных красок в керамической промышленности.) Захваченной же в Бельгии конголезской руды германским физикам хватило бы даже для расширения работ до масштабов, аналогичных американскому «Манхэттенскому проекту».
В течение 1940–1941 годов Вернер Гейзенберг и его коллеги осуществили главные теоретические и экспериментальные исследования, необходимые для создания атомного реактора с использованием урана и тяжелой воды. Они также установили, что ядерной взрывчаткой может служить не уран-238, а его редкий изотоп — уран-235.
В июле 1940 года Карл Вайцзеккер теоретически установил, что уран-238 должен превратиться в атомном реакторе в новый элемент, по своим свойствам аналогичный урану-235. Таким образом, он самостоятельно открыл элемент, который американцы впоследствии назвали плутонием, и обосновал возможность его использования в качестве взрывчатого вещества.
В декабре 1940 года, как раз к тому времени, когда под руководством Гейзенберга был построен первый исследовательский реактор, фирма «Ауэргезельшафт» освоила производство металлического урана.