早在太平洋战争爆发前，日本军界上层对原子弹最早感兴趣的是安田武雄将军。他毕业于日本东京大学，曾担任陆军航空技术研究所所长，后来任帝国空军参谋长。安田武雄十分关注国外在军事方面的科技进展情况，自然也注意到了核裂变的发现。1940年4月，在得知核裂变具有极大的军事潜力后，安田武雄向他的老师嵯峨良吉教授请教这一问题。嵯峨良吉曾到过美国，结识了一些年轻的物理学家，对核物理的最新发展比较了解。在安田武雄的要求下，嵯峨良吉以书面的意见指出，核物理的最新成就在军事领域潜力巨大。
日本陆军大臣东条英机见到这个书面意见后，指示让专家研究这个问题。1941年5月，安田武雄指令日本物理化学研究所讨论研制铀弹的可能性，由日本著名的核物理学家仁科芳雄教授负责。
仁科在东京的实验室制造了一台小型回旋加速器，并根据美国物理学家欧内斯特·劳伦斯捐赠的设计图纸建造了第二台有250吨磁铁的大型加速器。这个实验室很快吸引100位日本青年科技人员投入到这项庞大的研究中。头两年，他们基本致力于理论计算，比较各种区分铀同位素的方法和寻找铀矿。
在陆军(日本空军归陆军部统辖)开展核研究的同时，日本海军也开始了原子弹的研究工作。1942年年初，海军开始原子动力能的研制开发。海军部认为，研究核物理已成为一项重要任务。美国在这方面的研究正在迅速进行。由于一些犹太科学家的帮助，美国在这方面已取得很大的进展。日本的研究目标是通过核分裂取得能量，为舰船和大型机械提供可靠而巨大的动力源。为此，海军技术研究所成立了一个核物理成就利用委员会，追踪国外的研究进展情况。委员会成员有日本的第一流物理学家嵯峨良吉、荒胜文策、菊田正四等，仁科芳雄当选为委员会主席。
至1943年3月，委员会相继召开了10次物理讨论会。委员会估计制造一颗原子弹需要几百吨铀矿石，分离出铀235大约要消耗日本全年发电量的1/10和全国铜产量的1/2。最后，委员会得出的结论是制造原子弹在理论上可行，但需要10年左右时间。委员会还认为美国和德国都没有多余的工业能力可以及时生产出原子弹用于战争。在确信核物理研究在短期内不能取得任何成果后，海军便下令解散了这个委员会。
德国为日本运送铀矿石的潜艇途中被美军击沉
但是仁科芳雄继续为陆军研制原子弹。他的计划和美国“曼哈顿工程”十分类似，武器设计开发与生产铀235同时进行。1943年5月5日，他向空军司令部递交了一份报告，指出制造原子弹在技术上是可行的。随后，安田武雄把报告转呈给已经成为首相的东条英机。
东条英机审阅了仁科的报告后，马上指示空军司令部总务课长华岛，凡是计划所需的资金、材料、人力都要优先拨放。帝国空军司令部以仁科报告为基础批准了一个秘密计划，代号为“仁方案”。它是以负责人仁科芳雄的名字第一个音节命名的。
仁科芳雄对总务课长华岛说：“人，我们已经有了，主要困难是铀，希望军队帮助我们搞到铀。”从1943年夏季起，华岛派了一批又一批人跑遍了日本列岛和朝鲜半岛各个著名的矿产地，带回了各种矿石标本，但都不含铀，而“仁方案”迫切需要氧化铀用来实验。于是，日本决定向德国求助。1943年年末，德国派一艘潜艇运送一吨铀矿石前往日本，结果由于情报外泄，潜艇被埋伏在马六甲海峡的美军击沉。此后，德国在苏德战场连连失利，已是自身难保，再也无暇顾及日本了。
美军大规模轰炸东京，最终使日本“仁方案”胎死腹中
由于多种条件的制约，“仁方案”从开始执行到1944年7月东条内阁垮台，一直处于实验室研究阶段。随着战局的恶化，原子弹的研究也更加紧张地进行。此时，“仁方案”组开始了分离铀同位素的试验。直到1945年年初，“仁方案”组先后进行了6次铀的分离试验，但结果都以失败告终。
1945年的春天，盟军在战场已经取得绝对的优势。美军的远程轰炸机B-29开始袭击日本城市。此时，“仁方案”组正抓紧时间工作。分离铀 235的试验渐渐出现成功的迹象。“仁方案”组许多成员都欣喜若狂，但仁科芳雄并不乐观。他很清楚，为了得到一枚原子弹所需的铀，需要庞大的技术设备和足够的铀矿石。这一切随着日本战局的恶化已经很难实现。
4月13日，美空军大规模轰炸东京。航空技术研究所49号楼被炸毁，里面的“仁方案”实验室和铀同位素分离器自然也不能幸免。至此，“仁方案”组已经无法继续研究。
日本认为美国不会研制出原子弹，叫嚣只要能研制出核弹就可以把美军赶下大海
7月22日，“仁方案”组里的几位物理学家与海军代表举行会议。这些科学家向海军将领说：“从理论上，制造原子弹是可能的，但根据各方面的情况，要想在当前的这场战争中使用原子弹，谁也办不到。”具有讽刺意味的是，此前的7月16日，美国的原子弹已经试爆成功，只是消息被严密封锁、日本当局不知道罢了。
8月6日，广岛在核弹“小男孩”降临后成为一片废墟。仁科芳雄马上带人进行现地检测，随后向军方确认正是原子弹所为。几近疯狂的日本军方在大本营召集这些科学家们说：“一旦美军登陆，日本军队和民兵将不惜任何代价坚持6个月。如果你们能在这个期间研制出原子弹，我们就可以把美军赶下大海。”
仁科芳雄唉声叹气地说：“不要说6个月，就是6年也不够。我们既无铀，又没电，什么也干不成。”历史无情地宣告“仁方案”彻底破产。
“仁方案”破产后，日本军方下令要在战争结束时销毁所有研制原子弹的文件，以图欺骗世界人民，减轻侵略战争的罪责。出于这种企图，战后外界很少有人知道日本在第二次世界大战期间研制过原子弹。
