Вернувшись в Лос-Аламос, Клаус Фукс вновь с головой ушел в работу. К началу 1945 года математический аппарат термодинамического эффекта имплозии во многом благодаря усилиям Клауса Фукса был в основном создан. Однако первые экспериментальные исследования в этой области оказались неудачными. Положение спас известный американский химик русского происхождения Джордж Кистяковски — Георгий Богданович Кистяковский. В конце марта на очередном семинаре у Оппенгеймера Джордж Кистяковски доложил о завершении экспериментальных исследований в области имплозии и готовности объекта «X» приступить к сборке опытного образца плутониевой бомбы, отметив решающую роль Клауса Фукса на теоретическом уровне.
В этом же месяце Клаус Фукс посетил несколько других семинаров, на одном из которых был отмечен его вклад в создание математического аппарата подсчета мощности и поражающей силы атомной бомбы с учетом различных вариативных факторов. Благодаря этим семинарам, Клаус Фукс, как и некоторые другие члены британской миссии, имел хорошее представление о результатах работы всех лабораторий Лос-аламосского исследовательского центра. В кулуарах он впервые услышал рассуждения некоторых военных руководителей проекта о «конечной доставке изделия» (так эвфемически называли будущую атомную бомбардировку). Чем реальнее становилась атомная бомба, тем настойчивее раздавались эти голоса и тем большая тревога поселялась в сердцах ученых. Тем не менее интернациональная по составу группа выдающихся ученых-физиков продолжала напряженно работать, полагаясь на государственную мудрость президента Рузвельта. Но 12 апреля 1945 года его не стало.
4 июня 1945 года Клаус Фукс присутствовал на расширенном заседании координационного совета Лос-аламосского научного центра под председательством Оппенгеймера. Кроме ученых, на заседании присутствовали представители военного министерства, госдепартамента и Белого дома. Энрике Ферми доложил о готовности всех лабораторий Центра к предстоящему испытанию плутониевого устройства под кодовым названием «Тринити» на полигоне в Аламогордо. До испытания оставалось немногим более месяца, и военное руководство «Манхэттенского проекта» потребовало от ведущей группы разработчиков «Толстяка» — такое кодовое название дали плутониевой бомбе — максимальной отдачи и напряжения сил.
Через несколько дней после заседания координационного совета Клаус Фукс, отпросившись под благовидным предлогом у Пайерлса и поставив в известность службу безопасности, гнал свой видавший виды «Бьюик» по пустынной, полной дикого очарования дороге от Лос-Аламоса до Санта-Фе. Он, никогда в своей жизни не опаздывавший и обладавший феноменальной памятью на даты и адреса, на этот раз опаздывал, выжимая из своего автомобиля все его лошадиные силы. Он опоздал на двадцать минут, издалека увидев из окна машины приземистую фигуру «Раймонда», терпеливо ожидавшего на лавочке в тени платановой аллеи на немноголюдной в это время дня набережной Рио-Гранде.
Из секретного меморандума Гувера Сауэрсу: «…в июне 1945 года в Санта-Фе Клаус Фукс передал русскому агенту детальный доклад, который заранее подготовил в Лос-Аламосе, имея доступ ко всем соответствующим документам и проверяя на месте правильность проводимых им расчетов и формул.
Этот второй доклад содержал полное физико-математическое описание плутониевой бомбы, которую предполагалось испытать на полигоне «Тринити». Он передал русским также чертеж бомбы и ее отдельных компонентов и сообщил все наиболее важные ее параметры. Он сообщил также, что плутониевое ядерное устройство будет иметь цельнометаллический плутониевый заряд, и дал техническое описание инициатора, включая мощность нейтронного компонента, тампера, алюминиевой оболочки и системы имплозивных «линз»…
…Он сообщил русскому агенту, что расчетная эквивалентная мощность плутониевого ядерного устройства на полигоне «Тринити» должна составить около 10 килотонн тринитолуола, и назвал предполагаемую дату испытания и приблизительное местонахождение полигона…»
Фукс рассказал также Голду, что вся Лос-аламосская лаборатория работает с нечеловеческим напряжением сил, стараясь успеть к запланированной дате испытания — 16 июля, и что Соединенные Штаты твердо намерены использовать оба ядерных устройства, урановое и плутониевое, для окончательной победы над Японией. Они расстались, договорившись встретиться в Санта-Фе 19 сентября.
Об атомной бомбардировке Хиросимы в отгороженном, казалось, от всего мира Лос-Аламосе узнали из заявления президента Трумэна. Оно вызвало смешанную и неоднозначную реакцию: одни, как, например, Теллер, открыто радовались, другие испытывали чувство стыда и ужаса за содеянное. 9 августа была дотла сожжена Нагасаки, и в тот же день президент Трумэн по радио, обращаясь ко всей нации, благодарил Бога за то, что атомная бомба появилась у США раньше, чем у их противников, и молил всевышнего о том, чтобы он указал американцам, как использовать ее по его воле и для достижения его цели.
…19 сентября 1945 года, как было заранее обусловлено, неподалеку от небольшой испанской постройки католической церквушки на окраине Санта-Фе Клаус Фукс в последний раз в своей жизни встретился с «Раймондом». Он выглядел встревоженным и озабоченным. Атомная бомбардировка Японии, по его словам, ясно показала, что милитаристские круги Соединенных Штатов не остановятся ни перед чем в достижении мирового господства на основе монопольного владения ядерным оружием. Суммарная производительность американских обогатительных установок и промышленных реакторов (100 кг урана-235 и 20 кг плутония в месяц) свидетельствовала о том, что США, несмотря на поражение Японии, продолжают накапливать ядерную взрывчатку. Он рассказал «Раймонду» о собственных ощущениях во время экспериментального взрыва в Аламогордо, добавив, что только тогда он смог осознать чудовищный характер нового оружия. Клаус Фукс сказал также, что не знает, как долго еще пробудет в Лос-Аламосе, но, вероятнее всего, выедет с основной группой британской миссии в октябре — ноябре 1945 года. Голд сообщил ему условия восстановления контакта с советской разведкой в Лондоне. Они расстались, казалось, навсегда…
Из секретного меморандума Гувера Сауэрсу:
«…во время последней встречи с русским агентом осенью 1945 года Клаус Фукс передал ему некоторую информацию о «дельта-фазе» плутония и «вероятно», по его словам, упомянул о возможности использования галлия в качестве компонента сплава… Он сообщил также некоторую общую информацию возможности создания так называемой «смешанной бомбы», подчеркнув при этом перспективный для Соединенных Штатов характер этой идеи, учитывая то обстоятельство, что здесь уже было развернуто промышленное производство как плутония, так и урана-235, и они, таким образом, могли использовать в качестве ядерной взрывчатки оба эти материала…
…Русский агент, с которым он поддерживал контакт во время пребывания в США (как в Нью-Йорке, так и в Лос-Аламосе), был более технически подготовлен, чем тот, с кем он встречался ранее в Англии. И хотя, по мнению Фукса, этот человек был инженером или, скорее, инженером-химиком, какими-либо глубокими знаниями в области ядерной физики и математики он не обладал…»
Осенью 1945 года большая часть ученых Лос-Аламоса начала покидать некогда таинственный объект «У» с тем, чтобы вернуться к нормальной гражданской жизни. В октябре 1945 года Роберт Оппенгеймер покинул пост директора Лос-аламосской лаборатории и возглавил Институт перспективных исследований в Принстоне, уступив свое место Норрису Брэдбери. По просьбе нового директора Клаус Фукс остался для дальнейшей разработки универсального математического аппарата подсчета мощности ядерных зарядов с учетом различных вариативных факторов и принял участие в работе над так называемой «Лос-аламосской Энциклопедией» — сводным научным отчетом о создании атомной бомбы.
Начали собираться домой члены британской научной миссии. По этому поводу был устроен грандиозный прощальный вечер, кульминационным пунктом которого стала забавная самодеятельная пьеса в жанре пантомимы «Детки в лесу», в которой британские ученые были изображены в образе заблудившихся в лесу детей, а вездесущие охранники — в образе злых ведьм. Отто Фриш изображал местную индианку, работавшую в столовой. Вечер удался на славу, развеяв предупреждение насчет природной британской сдержанности и чопорности. Прощание было и радостным и грустным одновременно.