张克林加入中华帝国的核武研究部门后，他的主要任务就是继续利用人工嬗变来寻找适合用作武器级核裂变的新元素。通过人工嬗变方式，张克林继续使用氘来撞击铀系列元素来合成新元素，从中挑选出适合热核反应的元素。
此时的中华帝国，经过多年的巨额资金投入，天然铀战略储备计划已经执行了二十多年，位于辽东半岛渤海湾的铀矿石囤积基地已经储备了1.2亿吨铀矿石，理论上可以提炼出4.6万吨铀。不过，中华帝国在战前的铀提纯技术上面还不成熟，仅仅能够提炼出浓度4.5%的铀元素，刚刚达到核反应堆所需浓度，而且产能有限，仅仅能够满足实验室研究的日常消耗之用。
到了战后，中华帝国核子物理研究所需要的各种器械不断的得到升级和改进，尤其是机械和电子技术的发展，大功率的离心机陆续研发成功，精度也得到大幅度改良，除了能够为实验室提供大量的高纯度的铀元素外，更可以为帝国铀元素的战略储备提供保障。
中华帝国经过多年的铀矿石战略储备计划，已经在澳洲建立了大型铀矿开采基地，每年从澳洲运回国内的铀矿石在渤海湾辽东铀浓缩基地进行提炼。至光华二十七年，中华帝国战略储备中心已经储备825吨浓度达到75%的浓缩铀，已经基本上接近武器级别所规定的80%浓度下线。
这些高浓度的铀原料为核子实验室的研究和试验提供了基础，不过缺乏诱导核反应的关键原料钚，因此核武实验室的下一步则是进一步提存浓缩铀和寻找新式的热核反应元素。
诱发核反应的元素虽然在自然界里也存在，但含量太少，不被人们所知和发现。因此创造新元素就成为了关键，而张克林的人工嬗变技术也就成为关键中的关键。
张克林不辱使命，在光华二十七年三月，利用氘来撞击铀系列元素，最终经历上千次撞击试验后发现，用氘来撞击铀-238之后，合成了一个拥有热核反应性能的新元素——这就是钚元素，并且连续发现钚元素的多个同位素。其中最稳定的同位素是钚-244，半衰期约为八千万年，足够使钚以微量存在于自然环境中。而钚-239的半衰期为24100年，符合跟铀-235进行热核反应条件的元素，很快被核武实验室确定用来制造核子武器的物质。另外还有钚-241，他们都易于裂变，即它们的原子核可以在慢速热中子撞击下产生核分裂，释放出能量、伽马射线（γ射线）以及中子辐射，从而形成核连锁反应，并可以应用在核武器与核反应炉上。不过，很快核武实验室研究发现，钚-239当中伴随大量的钚-238、钚-240等同位素，其中钚-240自发裂变的比率很高，容易造成中子通量激增，因而影响了钚作为核武及反应器燃料的适用性。
这样一来，原本制造钚元素就非常困难了，还得将钚-240从钚-239当中分离，二者太过接近，给分离带来更大的困难，因此尽管得到了钚元素，也找到了适合核反应的钚-239元素，但是仅仅只能在实验室里少量制得，张克林第一次得到的钚元素只有可怜的50微克，而且还必须镶嵌在有机玻璃里才得以保存下来。随后中华帝国核武工程实验室加大了力度制取钚元素，耗费1.2亿龙币建造的大型离子对撞机，每次大规模的临界钚元素生产只得到了5克钚，一次耗费的电费却高达十万龙币，成本之高昂令帝国上下为之震惊。因此想要达到武器级别的钚产量和浓度需求的工业化生产，以中华帝国现在的技术和设备能力还十分不足，需要大幅度提升技术和设备能力。
尽管困难重重，但是当王辰浩得知核武实验室里率先提炼出来的钚元素的消息后，还是大为高兴的，下旨嘉奖了张克林等实验室的科学专家们，要求他们再接再厉克服困难争取早日完成核子武器的研究。当然，核武实验室找到了钚元素，也给核子工程实验室的居里夫人和卢瑟福等人指明了方向，尽管居里夫人等人还没有发现除了他们之外还有一个秘密的核武实验室存在，但也因此引起了他们的怀疑。居里夫人上书给王辰浩询问是否在瞒着他们开发核武器，对此王辰浩坚决予以否认。由于居里夫人等人没有直接证据，加上钚元素的出现令热核反应成为现实，以及云南地区经过多年的搜寻终于找到了控制核反应的高纯度石墨，还有重水的提炼也进入到了关键时刻，他们的精力纷纷被马上就要投入研发的轻水反应堆和重水反应堆工程所吸引，很快就淡忘了。
中华帝国的第一座试验用重水反应堆在葫芦岛军事基地附近的一个无人小岛上建立，是卢瑟福、居里夫人等核子工程科研人员用来试验减缓和冷却核子反应之用，目的就是控制链式核反应，使得核反应的放能和吸能过程在工作人员的有效可控制的范围内进行。重水是核反应的有效减缓和冷却制剂，但重水的提炼价格太过高昂。卢瑟福等核子物理科学家们认为既然研究核反应堆是为了发电造福人类，如果成本远远高于火力发电的话，开发起来就没意义了。因此，很快他们想办法用普通的水来代替重水，于是轻水反应堆项目也同时列入开发研究方案当中。
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