1954年12月2日，美國政府與台灣當局簽訂了《共同防禦條約》，並威脅要對中國大陸使用核武器。盡管新中國政權初建困難重重，但為保護國家安全，維護國家利益，也不得不考慮制訂自己的核武器計劃。另外，當時的美英蘇相繼有了原子彈之後，知道其威力足以毀滅世界，就開始呼籲和平利用原子能，以便打消無核國家的疑慮。1953年，艾森豪威爾在聯合國發表講話，主張在和平利用原子能方面開展國際合作。蘇聯一方面准備和美英達成核禁試協議，一方面聲明願意對社會主義國家和平利用核能給予援助。對于中國來說，美國的核威脅與核遏制促使了中國盡快落實核計劃；蘇聯的和平應用援助，則使中國的核計劃有了技術等方面的起步條件保證。
從國內來說，鈾礦的發現有了最重要的物資基礎。受新中國吸引，陸續回國了一批各有專長的科學家，再加上國內的科技人才儲備，就有了一定的人才基礎。
這樣，建立一個領導原子能事業並能和蘇聯展開談判的機構就提上了議事日程。
1955年7月，國務院設立了負責核科研基地建設的國家建設委員會建築技術局，負責研究性反應堆和回旋加速器這一堆一器的核科研基地建設工作。同時，還成立了發展原子能事業的三人領導小組，由陳云、聶榮臻和薄一波組成，陳云主抓。在國務院下面設了個第三辦公室負責具體工作，後來這個第三辦公室升格為第三機械工業部。任國家建設委員會主任的薄一波兼任國務院第三辦公室主任，地質部副部長劉傑因為在找鈾礦中做出了成績所以又兼任了第三辦公室的副主任。
12月10日，以蘇聯物理學教授諾維科夫為團長的9人代表團乘飛機抵達北京。負責接待的是中國科學院和國務院三辦。
當時中國科學家的核研究是從頭開始的。12月14日，蘇聯科學家在看了幾個相關的研究部門之後，諾維科夫對一直陪伴的劉傑表示："你們要迎頭趕上，我們已經做過的，你們不必再從頭做起，我們可以提供幫助。"
劉傑聽了盡管心里面很高興，但是他並不知道蘇聯具體能幫助些什麼，幫助的程度又如何。中國方面也沒有一個事前的計劃，只是在交談中，憑現場的判斷，談一些自己在研究方面的設想，始終沒有深入到核武器的話題。因為周恩來之前交代說，不要輕易向蘇聯人提原子彈方面的事。周恩來之所以這麼說，也是因為毛澤東向赫魯曉夫提出核武器援助時，遭到了赫魯曉夫的婉拒，人家只答應在原子能研究上給予幫助。這個代表團的級別還不足以決定援助原子彈的問題，不必多此一舉。
可這個時候，人家主動說，蘇聯做過的，可以給予幫助，劉傑當然不能放過這樣的好機會，隨即提出了核援助的請求。第二天，諾維科夫找到劉傑，告知蘇聯准備給中國以巨大援助。至于怎麼援助，要由中國國務院拿出意見。劉傑向薄一波彙報後，連夜起草了給周恩來的報告。後來，周恩來接見諾維科夫等人，就用上了報告提供的材料。
在此期間，按照周恩來的批示，12月24日下午在政協禮堂，蘇聯科學家們給國務院各部部長作了一次科學講座。周恩來不僅親自出席，而且要工作人員通知部長們，先把手頭的工作都撂下，都來聽報告。
緊接著在26日，周恩來在西花廳與蘇聯代表團會談。會談主要解決了中國政府與蘇聯政府就原子能的援助進行談判的問題。周恩來提出分三步走，第一個步驟是，中國先派代表團到蘇聯，雙方商量出一個方案，然後蘇聯再派一個專家小組來中國，看具備不具備執行這個方案的條件，然後修訂方案再由中蘇兩國政府具體商談。諾維科夫同意，並爽快地說，現在就可以開始工作。
至于與蘇方談判的具體方案，1956年1月3日，周恩來致函李富春：關于請蘇聯幫助我國規劃原子能工業遠景計劃以及建立原子能工業的兩個方案，只能作為草稿向蘇方試行提出，不能作為正式方案。"因為（一）我們對此既無知識，（二）中央又沒有正式決定，故你可先提出第一方案。看他們如何反應。如果他們進一步問我們對建造原子堆和籌建各種原料工業如何打算，你再將第二方案提出。總之，你要從如何進行規劃上談出一個眉目"。