遵照钱三强所长的安排和嘱托，邓稼先背着行李，来到北京北郊，元大都遗址附近的一幢五层高的灰楼。该楼远离城市，四周都是坟场。楼门前戒备森严，需要一种特别的身份证才可以出入。
邓稼先掏出介绍信，由卫兵引导才进入楼内。接待他的是一位身材魁伟、风度翩翩的佩有少将军衔的将军，将军说道：
“欢迎，欢迎，邓博士。好几天前，就听说你要来，我们非常高兴！”
“叫博士，很不习惯。”邓稼先说道。“以后就叫我小邓好了。”
“我先自我介绍一下，”将军说道，“我叫李觉，十八子李，觉醒的觉。原来在西藏军区工作。今年一月份，组织上派我来负责搞核武器研制的领导工作，怎样研究和制造，我是一窍不通，研究所的架子刚刚搭起来，你是建所的首批人员，今后研究所就要靠你们这些博士了。”
“制造原子弹，我也不懂。”邓稼先说道，“我在美国研究的是核子物理，距离制造原子弹还差十万八千里。”
“那没关系，谁也不是生来就会制造那玩艺儿，”李觉说道，“不会就学呗，你的书底厚，学起来总会容易些。”
“那里，那里。”邓稼先赞同道，“只要下苦功夫钻研，用不了几年，我们肯定也都可以学会。”
“我看你很年轻，只好叫你小邓了。”李觉道，“我们这个单位对内叫北京核武器研究所，对外就叫九所。研究项目的代号叫“02”工程。归国务院二机部领导。已经和部里领导研究了，你就当核武器研究所的理论部主任，你的任务有二项：第一项是培训研制人员：第二项是向苏联专家学习。怎么样？小邓，任务明确了没有？”
“很明确。”邓稼先道，“培训人员从那里来？怎样培训？”
“从大学毕业生中挑选。”李觉道，“培训方案和教材就由你来定，你既是他们的领导，也是他们的导师。”
邓稼先接受了任务之后，立即开始了他的培训工作，首先，他跑遍了北京市，找到他熟悉的研究核物理的老师和查遍了图书馆，借到四本原版俄文书：柯朗特《超音速流和冲击波》、泽尔多维奇的《爆震物理》、戴维森的《中子输运原理》和格拉斯顿写的《原子核反应堆理论纲要》。这四本书，作为培训教材；其次他亲自制定了一个培训计划，采用边学边译边讨论的方式，力争在短时内，将这四本书学懂弄通；第三是他和几位工作人员，从全国名牌大学应届毕业生中，挑选了28名优秀毕业生，来研究所参加培训。
一切准备工作就绪。邓稼先就带领这28个学生，正式开始了如何制造原子弹的业务培训。
邓稼先的业务培训班，设在神秘的灰楼一个大房间里。室内有一个长方桌，周围摆一圈长凳。毕业生们围着长方桌坐着，等待着上课。年轻人坐在一起。免不了嘁嘁喳喳耳语，议论他们的老师。有的说：“听说咱们的老师叫邓稼先，是留美的博士，会英德法俄四国外语，还是中国科学院数理学部学术副秘书呢？”还有的说：
“我见过邓稼先，有1米80的大个，脸色白嫩，显得可年轻了。”
“昨天中午我报到时，看见在篮球场上打中锋的是不是邓稼先？他的篮球打得挺棒。”
正在大家议论之时，一位身材高大、娃娃脸、穿着朴素的小伙子，走进了培训班，冷眼看分明是个篮球运动员。学生们立刻站起米，七嘴八舌，说道：“博士好！教授好！老师好！”乱叫—气，表示欢迎。这位小伙子，也找了一个凳子，坐在长桌边，说道：
“快坐下，快坐下，不要乱叫，你们就叫我邓稼先好了，如果省一个字就叫我老邓，因为我只比你们大几岁。你们都比我小，我就叫你们——小蔡、小朱、小胡、小王……”邓稼先招生时看过他们的照片，凭记忆，认出了好几位。又说，“我看你们几位身体挺棒，我爱打球，咱们组成个篮球队够用了。”
一句话逗得毕业生们嘻嘻直笑，立刻无拘无束了。
邓稼先拿出四本俄文原版的书给大家看，然后说道：
“我们这个培训班，没有老师讲课，就是学习这四本书，采取边读、边译、边讨沦的方式，直到学懂弄通为止。”
“学好这四本书，就可以制造原子弹了吗？”有的学生问道。
“当然还不行。”邓稼先说道，“但是，可以肯定，这四本书是打开核秘密的四把钥匙。只要把这四本书啃透了，就可以摸到原子弹构造最深层的奥秘。进而就可以掌握它的理论，制定出方案来，下一步就是进行实验了。”
学生们听了兴奋异常，有些人在凳子上都坐不住了。都有跃跃欲试的心情和举动。紧接着邓稼先又说，“今天是培训班开班第一天，咱们先不研究“02”工程，我要向大家讲几件事情：第一，我们今天所参与的事业，是惊天地、泣鬼神的事业，它的意义十分重大，你们比我明白，我就不多说了；第二，这项“02”工程，刚刚起步，八字还没有一撇，要绝对保密，我们都要拿脑袋担保，出门不能乱讲，对亲娘老子，对亲戚朋友，还有最亲爱的，都不能透露半点风声，要守口如瓶，否则，这脑袋瓜没准就搬家了；第三，我认为研制原子弹，不是轻而易举的事情，而是很难很难的工作。据我所知，美国的原子弹，有很多外国科学家热情参与，才制造成功的，其中有原是德国籍的爱因斯坦、有意大利人费米、匈牙利人西拉德，英国人恰克威德等等，好多国家的著名科学家，都去帮助美国攻关，还有奥本海默、泰勒、福克斯、狄拉克等人的积极努力奋斗，这样，于1945年7月16日，在美国新墨西哥州的荒漠上。才爆炸了第一颗原子弹。这是四百多名科学家，苦战三年的劳动成果，你们看看，这是件容易事吗？那么，苏联呢，他们虽然没有外国科学家参与，但他们国内早就有了俄罗斯和乌克兰两个核武器研究中心，他们核物理的研究成果，不亚于美国的那些科学家。他们的研究条件虽然比美国差，但比我们中国要强好多倍……而我们呢？真可以说是一穷二白，要说条件，我们只有一个，就是我们这些年轻人，有一股初生牛犊不怕虎的精神……。”
邓稼先讲完话后，那些兴高彩烈的学生们都沉默了。他们已经清楚地认识到。他们这支队伍，无论怎么说，都无法与奥本海默、库尔恰托夫那两支世界级科学家队伍相比。然而，第二天。他们的培训班还是正式开课了。
上课时，他们围着长方桌坐下，学习那四本经典论著。先由一位学生逐章逐节朗读，然后大家一起翻译，直到译得准确为止，然后将中文译著油印成册。大学生们都有一定的俄文基础，但翻译如此深奥的学术著作，确实困难很多。有时把“拉下布套”译成“脱光裤子”引起全屋哄堂大笑。过后，由邓稼先予以纠正。
寒来暑往，到了春节，总共29位小伙子终于消化了泽尔多维奇、柯朗特、戴维森、格拉斯顿等四位学者撰写的经典论著，他们基本上摸到了通往核武器秘宫的通道了。
培训班的学习告一段落时，邓稼先向九所领导做了汇报。李觉兴高彩烈地说道：
“小邓，你的‘02’工程培训班办得太好了，现在盖大楼、修厂房都要奠基，这样盖起的大楼才会基础牢固，不会倒塌。你办的培训班，也是奠基？是给研制各种核武器奠基，你这个基础打得牢，我们今后的研制工作就会顺利进行。”
接着李觉向邓稼先布置下一步工作是迎接苏联专家，向苏联专家学习。他郑重地说道：
“小邓，你的‘02’工程培训工作，第一炮打响了，向苏联专家学习的第二炮也要打响，我们中国的小伙子，就要超过奥本海默，创造出世界的奇迹。”
1960年，核武器研究所，改为核武器研究院，对外称九院。除李觉继续任院长外，又增加了吴际霖、朱光亚、郭英会三位副院长。还调入王淦昌、彭恒武和郭永怀三位科学家。邓稼先和他的战友们下决心要研制出中国自己的原子弹，他们将这颗原子弹的代号定为“596”。研究院从北京郊区灰楼陆续迁往青海省海晏县青海湖附近的金银滩。那里是高原地带，空气稀薄，人每走上几步就感到呼吸困难，头晕目眩，气喘嘘嘘，研究院占地方圆几百里。建起了实验室、发电厂、机械加工厂、炸药制造和实验区，以及一些宿舍、电影院、浴池和警卫军营等。在这里集中了数千名从海外归国的专家、学者以及大专院校毕业生，他们都为了“596”在积极贡献力量，使研制原子弹的事业蓬蓬勃勃地发展起来了。
进行原子弹理论设计的重担，首先落在理论部主任邓稼先身上，他在理论物理学家彭恒武教授的指导下，开始了“596”的理论设计工作。
彭恒武这一年45岁，正当壮年。他原是近代物理所理论物理研究室的负责人，为了加快“02”工程的建设速度，中国科学院将他也派来九院，任副院长，加强“596”理论设计的领导工作。
他来到九院后，看到邓稼先领导的理论设计部，工作进展很顺利，很高兴。他对邓稼先说；
“小邓，你的工作十分重要，如果把“596”比做一条龙，你的理论设计就是龙头，所以龙头设计丝毫马虎不得，如果稍有偏差，就会危及几十万人的生命。”
邓稼先对彭教授的教诲，始终铭记在心上，他知道自己有爱玩的毛病，每当领导理论设计时，他就全神贯注，一丝不苟，把玩心抛至九霄云外。
他领导一批年轻人，分成三个组，一是中子输运组；二是流体力学组；三是高温高压下的物质性质组。以这三个方面作为主攻方向。邓稼先全面掌握这三个组，他自己又亲自领导高温高压下物质性质组，进行了爆炸力学、中子输送、核反应、中子物理，高温高压下物质的性质等各种数据的计算。当时，我国没有大型计算机，只能依靠国外已经淘汰的手摇机。后来有了每秒仅运算百次的乌拉尔机，算个除法，要分几步走，算开方，还要查巴罗表。八个小时算，八个小时准备预案，一个月才算出一个结果。数九寒天，摇机器手都冻肿了，摇不动，大家就轮流干。由于只有一台手摇式计算机和一台电动计算机，大家三班倒上机还是不够用，邓稼先就叫大家用计算尺和算盘辅助计算，房间里发出噼里啪啦的响声，像放机关枪一样，十分热闹。
可是在计算时，有的项目数据，先后计算九次。误差很大，弄得邓稼先和他的小伙伴们苦苦思索，食不甘味，夜难成眠。这件事被彭桓武教授知道了。他派刚从苏联杜布纳联合核研究所回国的周光召来到“596”理论设计部，对邓稼先他们计算的数据进行复查。
周光召原是彭桓武教授的学生，50年代末派往苏联杜布纳联合核研究所从事核物理研究。1960年，看到中苏关系恶化，响应毛主席自力更生发展核武器的号召，主动要求回国，参加“596”的理论设计工作。
周光召和两位数学家一起，对邓稼先他们所计算的数据参数进行检查时发现，问题总是出现在表达方式上，结果必然会出现差错。周光召为了把数据核实得更加准确，以便令人信服，于是他发挥其特长，大胆地提出一个新理论来验证这项计算结果，这一理论得到彭桓武的支持，并在“596”理论设计中发挥了重要作用。
这样，邓稼先在周光召等人的帮助下，经过一年的计算，不仅获得了“596”正确的计算结果和图象，而且也积累了丰富的数值计算经验，推动并深化了理论物理专业学科的研究，培训了一批既有一定理论基础又有数值计算实践经验和分析能力的青年科技骨干。
1962年底，邓稼先领导起草了中国第一颗原子弹的理论设计总体方案，也叫“596”设计方案。他拿着这个方案向九院领导汇报时，二机部的领导宋任穷问邓稼先道：
“小邓，按照毛主席的要求，再有七八年时间，我们能不能造出原子弹？”
“用不了那么长时间。”邓稼先回答道，“一半也用不了，再有一二年时间，我们的‘596’肯定会炸响。”
“好，太好了，全国人民都在盼望这一天。”宋任穷兴高彩烈地说道，“前几天，我参加中央一个会议，陈老总见了我，握着拳头问我：‘这个，什么时候能制造成功？’我说：‘快了，用不了几年。’他笑了，又握着拳头说道：‘有了这个玩艺，我的腰杆就硬了，我的外交部长也好当可’。”
宋任穷的讲话给科学家们以极大鼓舞。邓稼先和他的战友们，在理论设计完成之后，为了使理论工作更好地与试验相配合。他们派出青年研究人员组成了工作组，前往核武器试验基地，参加现场实验，共同解决试验中遇到的理论问题。
这种实验，在“02”工程中叫做冷试验，试验场开始设在北京西北怀来县东花园镇附近的一个空场。在试验中遇到的麻烦是，设计的点火装置不起作用。按要求，点火装置由常规炸药组成，其爆炸必须精确聚焦，而且计时精度要达到微秒级，这样才能触发点火装置，释放出大量中子进入裂变芯。经过检查，发观点火装置不起作用的原因是炸药不过关。
为此，现场实验的领导，特聘研究炸药的专家，进行新炸药的试制，他们找到一口大锅和几只铁桶，用来熔化炼制新的炸药混合制剂。尽管这种制剂气味难闻而且具有毒性，但邓稼先和年轻的技术人员都不离现场，等待制成新的炸药，以便进行冷试验。
在大家的努力下，新的炸药，终于试制成功，爆炸时能够灵敏地触发点火装置，起到了释放大量中子的作用。
为了确保点火装置的准确性，王淦昌和邓稼先在实验场地，反复试爆，将第一发实验部件爆炸过后，不等硝烟散去，又将第二发实验部件点燃，他们一天内接连做了十多次试验，在冷试验中补充了他们理论设计的不足，使点火装置达到了尽善尽美的程度。
各个部件冷试验的不断成功，距离热试验——原子弹爆炸就近在咫尺了。
