发电原料的浓缩铀。但是，由于核电站使用的浓缩铀纯度一般是50％至60％之间，而生产原子弹至少要达到纯度80％以上，这就需要偷偷从进口的原料中提炼出核弹需要的更高纯度的浓缩铀，为摆脱国际原子能委员会的监察，台湾于1971年12月宣布退出国际原子能委员会，这也向国际社会暴露了发展核武器的野心。
美国视台湾为其小伙计，把保护台湾视为自己义不容辞的责任，甚至于1957年曾秘密把“斗牛士”战术导弹和核弹头运进台湾。但出于垄断核武器的一贯思想，同时也害怕台湾用核弹惹祸而把自己拖下水，美国强烈反对台湾发展核武器，双方的核技术合作也只限于核电站研究等民用项目。自70年代后，美国对台湾当局的举动有了警觉，对其核计划的限制也日益加紧。1972年1月台湾核能研究所的重水反应堆首次达到临界点，9月燃料原件厂完工，都引起美国注意，尼克松曾威胁要派人去台拆除核处理设施。台湾当局在美国的压力下，被迫由蒋经国出面，公开承诺不从事核武器研究发展。
虽遭受挫折，但台湾当局核武之心仍然不死，背地里仍在加紧核武研制步伐。直到1976年，国际原子能机构按核计划对台湾的核设施进行检查，发现500多克钚不翼而飞。同时，检查人员还发现，台湾的“钚燃料化学试验室”竟然也能生产钚金属，并且用的是美国提供的铀来运作。考虑到事态非常严重，美国务院台湾事务科科长李文以国务卿基辛格的名义训令安克志大使向“台驻美大使”沈剑虹交涉抗议，安克志向台湾当局再度表示美方对台湾信守承诺不从事核武器研究发展的怀疑。在美国和国际社会的强大压力下，台湾首次秘密发展核武器才迫不得已而告终。
至此，台湾当局的第一次核武梦破灭了。
第二次核武梦的破灭
70年代后期，在蒋经国执政后，台湾启动了第二次核武计划。这一次台湾当局吸取了以前的教训，打着大力发展和平利用核能的幌子，在高度保密的情况下开始研制核武器。这一次，台湾的核武研制计划进展得颇为顺利。台湾在1979年至1980年短短两年内，先后兴建了磷酸提铀先导工厂、压水式反应器燃料束先导工厂、磷酸提铀工厂、氧化铀提纯转化实验工厂、动力用反应器燃料先导厂、伽马射线照射厂，并完成了600兆瓦肯都型重水压水式反应器的概念设计。于1985年，成功制造了氧化铀及燃料丸。台湾前“行政院院长”郝柏村在其日记《八年参谋总长》中披露了他兼任“中山科学院”院长期间台湾研制核武的情况，他在1986年日记中写道:“台在短期内有生产核武器的能力，并可在奉命下进行”，并注明曾在屏东九鹏新武器试验基地进行了小型核试爆(后来郝柏村改口说是电脑模拟核试爆)。到1987年底时，估计只差一两年时间就可以制造出原子弹。