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。

正在这节骨眼上，发生了美国人精心策划的“张宪义事件”。1988年1月，时任“中科院核研究所”副所长的张宪义突然从戒备森严的所内失踪，有人猜测是乘美军的直升机出境，也有人认为是化装偷渡。不久他到了太平洋彼岸，并向美国政府提供了岛内研制核武器的资料。顿时，全美上下一片哗然。美国立即向台湾施压，要求终止其核武器发展计划。其实张宪义是美国中央情报局的间谍，台湾核武计划实际上早已尽在美国的掌握之中。这一事件发生后，台湾当局内部极为震惊，蒋氏父子几十年的苦心经营前功尽弃。

1988年1月13日，蒋经国在获知此事后的当天下午，因心脏病突发而撒手西去。美国在得到证据后，以违反过去的承诺为由质问台湾。新上台的李登辉政权只得再度承诺不发展核武器。美国政府却不肯仅仅听信承诺了事，而是派出工程人员赶到台湾拆除了核能反应炉，把价值18.5亿美元的重水式核反应堆改为只能用于试验的轻水核反应堆，并将“中科院核研究所”的重要资料带走，还规定以后每年到“核研所”来检查三次。经此风波后，台湾“核研所”的设备严重受损，网罗来的核武研发人才也四散离开，台湾当局的第二次核武梦又一次破灭。