Schier grenzenlos schienen die Möglichkeiten der Kernenergie, als Franz Josef Strauß (CSU) am 20. Oktober 1955 zum ersten Bundesatomminister ernannt wurde. Ein Jahr zuvor war in Obninsk (UdSSR) das weltweit erste Kernkraftwerk ans Netz gegangen. Bald folgten die Anlagen in Calder Hall (Großbritannien) und Vallecitos (USA). Schon 1954 war das erste Atom-U-Boot, die „USS Nautilus“, vom Stapel gelaufen. 1957 folgte der sowjetische Atomeisbrecher „Lenin“.
Zum bis heute meistgebauten Reaktortyp wurden schnell die relativ simplen und kompakten Leichtwasserreaktoren. Dennoch wurden alternative Techniken intensiv erforscht. Neben Schwerwasser- und Graphitreaktoren wurden auch „Brutreaktoren“ entwickelt. Diese versprachen eine sehr effektive Nutzung des Brennmaterials, so dass sie nicht nur weniger Uran verbrauchen, sondern auch weniger Atommüll produzieren würden. Tatsächlich war es ein Brutreaktor gewesen, der den ersten Atomstrom überhaupt erzeugte und am 20. Dezember 1951 im National Laboratory in Idaho vier Glühbirnen zum Leuchten brachte. An der Anlage in Idaho zeigte sich jedoch auch, dass die Technologie ihre Tücken hatte: 1955 kam es zu einer partiellen Kernschmelze.
In Deutschland beschäftigten sich erstmals 1957 Wissenschaftler des Instituts für Neutronenphysik und Reaktortechnik (INR) in Karlsruhe mit den physikalischen Grundlagen und der technischen Konzipierung von Brutreaktoren. Nachdem erste Berechnungen angestellt worden waren, wurde der Physiker Wolf Häfele für ein Jahr in die USA geschickt, um die Vor- und Nachteile der beiden dort erforschten Typen von Brutreaktoren kennenzulernen. Während die „langsamen“ thermischen Brüter Häfele nicht überzeugen konnten, zeigte er sich begeistert von den „schnellen“ Brütern, wie sie am Argonne National Laboratory (ANL) in Illinois entwickelt wurden.
Zurück in Deutschland, übernahm Häfele im April 1960 die Leitung einer neuen Projektgruppe, die einen Brutreaktor entwerfen sollte. Das Unternehmen genoss die politische Rückendeckung der Bundesregierung, gewann aber schnell auch eine internationale Komponente. In Sicherheitsfragen arbeitete man mit dem ANL und der amerikanischen Atomic Energy Commission (US-AEC) zusammen, die europäische Atomgemeinschaft (Euratom) beteiligte sich an der Finanzierung, belgische und niederländische Forscher an Forschung und Entwicklung. Bis 1966 wuchs die Mitarbeiterzahl von zunächst 20 auf mehr als 400 an.
Die Industrie wurde seit Mitte der 1960er ebenfalls eingebunden: Siemens baute eine aufwendige Forschungsanlage, die sogenannte Schnelle Nullenergie-Anordnung Karlsruhe (SNEAK), und als 1964 der „Studienkreis Kernenergiereserven“ einen Bericht über die energiewirtschaftliche Situation der Bundesrepublik erstellte, waren neben Vertretern des 1962 zum Bundesministerium für wissenschaftliche Forschung umbenannten Atomministeriums und der Forschungszentren in Geesthacht, Jülich und Aachen auch Mitarbeiter der Firmen AEG, BBC-Krupp, GHH, Interatom, NUKEM, RWE und Siemens beteiligt. Der Studienkreis rechnete damit, dass bis zum Jahr 2000 die Hälfte des deutschen Energiebedarfs durch Kernenergie gedeckt werden würde. Angesichts der begrenzten Uranvorräte sollte der größere Teil davon auf die besonders effizienten „Schnellen Brüter“ entfallen.
