シカゴ・パイル１号で天然ウランの連鎖反応に成功しましたが、エネルギーの出力は最大２００ワットにおさえられました。１００ワットの電球わずか２個分です。この実験は原子炉を臨界状態にしてみることが目的で、これ以上出力をあげると、放射能による人体への影響が懸念されたからです。

　原子炉を運転してプルトニウム２３９を１㌔㌘生産するためには、１㌔㌘のウラン２３８に中性子を吸収させなければなりません。ウラン２３５の原子核１個の核分裂で放出される中性子数が平均２・５個とすると、そのうちの１個はウラン２３５の原子核に吸収されて連鎖反応を維持します。残りの１個をウラン２３８の原子核が吸収してプルトニウム２３９になるとすれば、１㌔㌘のプルトニウム２３９を生産するためには１㌔㌘のウラン２３５の核分裂を起こす必要があります。１㌔㌘のウラン２３５の核分裂は広島原爆を上まわるエネルギーを放出します。このウラン２３５の核分裂を原子炉でゆっくり連鎖反応させるとしても、これは何十万キロワットというばく大な出力です。この出力による原子炉の温度上昇を防ぐためには、大量の水で冷やさなくてはなりません。それにウラン２３５の核分裂によって生じた大量の核分裂生成物の強い放射線の危険も問題です。

　マンハッタン計画の責任者グローブス将軍は、ウラン濃縮工場をつくる予定のテネッシー州のオークリッジに、プルトニウム２３９を製造するＸ―１０と呼ばれた小規模の空冷式の原子炉とプルトニウム分離工場を試験的につくりました。しかし、オークリッジに大規模なプルトニウム製造工場をつくることは、オークリッジの東約50㌔㍍にテネッシー大学のあるノックスビルという町があり、放射能汚染の危険を避けるために断念せざるをえませんでした。

　代わりに選ばれたのが太平洋から４００㌔㍍あまりコロラド川をさかのぼったワシントン州のハンフォードでした。ここは人口がまばらで、大量の水をコロンビア川から採り入れ、原子炉を冷却して放出できるという理由でした。

　プルトニウム２３９を製造する原子炉は放射線を遮蔽するために窓のない厚いコンクリートの建物の中に作られました。天然ウランを原子炉から出し入れしやすくするために、積み重ねられた黒鉛の穴にアルミニウムの管を横方向から差し込み、２００㌧の天然ウランをスラッグ（筒状の塊）にしてアルミニウムの管に次々に押し込む方式が採用されました。原子炉を１００日くらい運転してスラッグに中性子を照射した後でスラッグを取り出します。新しいスラッグをアルミ管に差し込むと、中性子に照射されたスラッグは、押し出されて放射能を遮蔽する純水のプールに落下します。こうしてプルトニウムを含んだスラッグはプールの中に約60日間置かれて、放射能が弱くなってからつり上げられて分離工場に運ばれました。