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1950年6月，我国留美学生在美国成立了“留美科协”。他们在芝加哥附近召开的年会上，发布了一封给我国科学工作者的公开信，他们在公开信上说：
我们无时无刻不在热烈地想念着祖国，想念着你们。我们一致决心在最短时间内回国，回到我们的中国科学工作者兄弟的行列，投身于建设新中国的大潮之中。
1950年，200多位中国留学生冲破重重阻挠回国参加建设。
回到近代物理研究所工作的理论物理学家有：邓稼先、金星南，实验物理学家肖健等。
这之后，从1951年到1957年，由国外回来到近代物理所工作的科学家，有核物理学家杨澄中、陈奕爱、戴传曾、梅镇岳、李整武、郑林生、丁渝、张家骅。
这次回国的还有：高能物理学家汪德昭，放射化学家杨承宗、肖伦、冯锡章，加速器专家谢家麟，计算机和真空器件专家范新弼等。一时间，我国核物理领域的科技人员都摩拳擦掌，一心要在原子能领域干出名堂来。
我们都知道，我国早期原子能的研究，是期待苏联援助的。
早在新中国成立前，1949年8月间，刘少奇率中共代表秘密访苏，会谈中，斯大林曾邀请代表团看了一部试验原子弹爆炸的现场实况的影像资料。
据说，这是苏联人第一次给外国客人看这样的纪录片。试验地点在苏联东北区接近北极圈的荒原地带。
影片主要是表现原子弹的投掷过程、蘑菇云的升起的奇异景象，以及爆炸对试验目标破坏的范围和程度。
随后，1954年9月9日，彭德怀同刘伯承率领代表团应邀赴苏联参观原子弹的实地军事演习，同去的有粟裕、陈赓、许光达、刘亚楼、邓华等。
1954年10月1日，苏联赫鲁晓夫率代表团来参加新中国建立五周年庆典，同时与中方代表团会谈。
10月3日，在中南海颐年堂举行的中、苏两国最高级会议上，赫鲁晓夫问毛泽东说：“你们对我方还有什么要求？”
毛泽东回答说道：“我们对原子能、核武器感兴趣。今天想同你们商量，希望你们在这方面对我们有所帮助。”
赫鲁晓夫愣住了，因为毫无思想准备。他稍停了一下对毛泽东说：“你们搞那个东西太费钱了。我们这个‘大家庭’有了核保护伞就行了，无须大家都来搞它。”
他又说：“我们的想法是，目前你们不必搞这些东西，还是集中力量搞经济建设，发展与国计民生有关的生产，改善人民的福利。提高人民的生活水平比搞原子弹强。如果你们十分想办这件事，而且是为了进行科研、培训干部、为未来新兴工业打基础，那么我们可帮助先建设一个小型原子堆。这比较好办，花钱也不太多。
毛泽东回答说：“也好，让我们考虑考虑再说。”其实，毛泽东想搞属于我国自己的核武器的决心很坚定。
经过几轮谈判后，苏方终于答应：有限度地帮助我国发展核武器。
因此，1955年11月16日，中央决定设立三机部，主管我国核工业的建设和发展工作，以配合苏方即将提供的援助。后来，三机部又更名为二机部。
1957年10月15日，中苏双方在莫斯科签订了两国政府的正式协定，简称《国防新技术协定》。
协定规定：苏方援助中国研制原子武器，其中包括向中国提供原子弹的教学模型和图纸资料。
1958年1月，李觉出任刚刚成立的二机部九局第一任局长。这是二机部最重要的一个局，负责核武器研制和基地建设工作。两位副局长是吴际霖和郭英会。
1月21日，吴际霖拟定了九局《1958年工作纲要》及第一季度工作计划。
3月，苏联专家安德列耶夫·卡列尼奇等12人选厂组来到中国，开始选厂筹备。
5月，李觉、吴际霖、郭英会、何广乾和苏方专家初步选定青海省海晏县的金银滩为原子弹研制基地。
6月21日，毛泽东在中央军委扩大会议上说：“原子弹就是那么大一个东西，没有那个东西，人家就说你不算数。那么好吧，我们就搞一点吧。”
因此，中央很快批准了李觉的筹建报告，确定核武器研制基地建设为02工程。
3个月后，由来自全国各部队的2000名转业干部和战士，以及7000多名民工和2000多名建筑工人，组成了万人施工大军，顶风冒雨，昼夜不停，浩浩荡荡地向中国西部进发。
铁道兵部队和交通部十万火急地抢修铁路和公路。
来自全国各地的器材、设备源源不断地运来。
数以千计的大学毕业生、留学生以及刚从国外回来的专家、学者，参加了原子弹研制的进军行列。
1958年7月，新成立的北京第九研究所，在花园路破土动工，作为接受苏方提交原子弹模型与技术资料的场所。
与此同时，浓缩铀、反应堆、核燃料元件、铀水冶炼等工厂和矿山的建设陆续展开；苏方援建的反应堆、加速器在北京西南部坨里建成并正式移交使用。
就这样，我国一场规模空前的核武器的战役正悄悄地、如火如荼地进行着。
就在这个时候，因为种种原因，中苏关系急剧恶化。
1959年9月30日，赫鲁晓夫访美之后匆匆赶到北京，参加中国国庆10周年庆典，这是他最后一次访问中国。
10月1日，在天安门的城楼休息室里，赫鲁晓夫冷冷地对毛泽东说：“苏联将不能再给中国提供原子能技术了。”
毛泽东以沉默回答了他。
1960年7月16日，苏方突然照会中国，决定从中国召回全部派遣援华的专家。
7月18日，这个消息传到北戴河。毛泽东对前来汇报的李富春说：“我们要下决心搞尖端技术！赫鲁晓夫不给我们尖端技术，我看这也好嘛！如果给了，这个帐是很难还的！”
到8月23日为止，在中国核工业系统工作的233名苏方专家全部奉命回国，并带走了大部分重要的图纸资料。
不难想象，苏方撤走全部援华专家后，我国一些重大的设计项目和科研项目立即陷入了全面的瘫痪，我国核工业也因此受到了沉重的打击。
至此，中苏双方在核武器领域的合作，就这样夭折了。