上世纪六十年代，台湾以科学研究的名义，从加拿大进口了一台重水反应堆，功率为4万千瓦。核电站使用的浓缩铀纯度一般是3%至5%之间，制造原子弹需要纯度90%以上的浓缩铀。要想制造原子弹，必须将进口的低纯度浓缩铀提炼为高纯度浓缩铀。
不久，台湾与美国签署《民用核能合作协议》。台湾所有核原料、设备，全部由美国提供，并纳入国际原子能机构管理范围。美国有权检查台湾的核原料和设备，并可以将其转移或拆除运至美国。核反应堆产生的乏燃料，必须经过美国同意才能处理。台湾的原子能研究计划必须与美国协商，经过美国同意后才能实施。
美国对台湾制造核武器一直都很警惕。1972年，台湾的重水反应堆首次达到临界点，美国判断台湾的核武器研制已经获得了相当的进展。尼克松总统威胁要拆除台湾的核设施，蒋经国不得不亲自出面，向美国承诺不发展核武器。
但台湾仍然暗中加快核武器研制的进程，一方面要向美国求助原子能技术，一方面又想瞒着美国发展核武器。
4年后，国际原子能机构按计划检查台湾的核设施，发现500多克钚不知所踪，同时还发现核燃料实验室用美国提供的铀来生产钚，感到事态严重。1976年9月，在美国的压力下，蒋经国不得不公开发表声明：“台湾没有任何制造核武器的意图。”
1978年蒋经国主政台湾后，再次向美国表示：“台湾没有从事核浓缩、再处理或重水生产等敏感领域的任何研究工作”。但实际上台湾违反了之前承诺的协议，又悄悄的启动了核武器研制计划。这次吸取了之前的教训，采取高度保密的措施，建成了浓缩铀提纯工厂、核燃料工厂等一系列配套工厂。
这次台湾的核武器研制计划进展颇为顺利。1985年成功制作了氧化铀和燃料棒，1987年开始研发浓缩铀技术，预计在两年内就可以制造出原子弹。
在台湾即将制造出核武器前夕，1988年1月9日，一名核工程博士张宪义叛逃美国，并向美国公布了台湾制造核武器的证据。
张宪义早在1967年就参与了台湾的核武器研发项目，后来被派到美国攻读核工程博士。在美学习期间，中情局吸收张宪义为间谍。张宪义返台后，多次将台湾的核武器研发资料偷偷交给美国。在中情局的安排下，张宪义先将家人送到美国，再使用假护照从高雄机场赴美。
然而5天后，蒋经国突然病逝。在美国的压力下，台湾只能再次承诺不发展核武器。几天后，美方人员对台湾的核武器研究机构开展突击检查，带走了全部重要资料，并封闭钚实验室，把价值十几亿美元的重水反应堆改造为仅用于实验的轻水反应堆。同时，还把剩余的20吨重水和数百根核燃料棒运回美国。
在美国的介入下，台湾被迫中止了即将完成的核武器研发计划，蒋经国拥有核武器的梦想功亏一篑。
