১৯৪৪ সালে রিচার্ড ফেইনম্যান কর্তৃক ফ্রেডেরিক রাইনেস ম্যানহাটন প্রকল্পের লস আলামোস গবেষণাগারের তাত্ত্বিক বিভাগে নিযুক্ত হন, যেখানে তিনি পরবর্তী ১৫ বছর কাজ করেন। তিনি ফেইনম্যানের টি-৪ (বিকিরণ সমস্যা) দলে যোগ দেন, যেটি ছিল হ্যান্স বেথের টি (তাত্ত্বিক) বিভাগের অংশ। বিকিরণ খুব সূক্ষ্ম ভর পরিমাপের জন্য প্রয়োজনীয়। ১৯৪৬ সালের জুন মাসে তিনি দলনেতা হিসেবে নিযুক্ত হন এবং টি-১ (ড্রাগন তত্ত্ব) দলের নেতৃত্ব দেওয়া শুরু করেন। তিনি ড্রাগন পশ্চাদাংশ বেষ্টনকরণ পরীক্ষায় সফলতার দরুন এই পদে অধিষ্ঠিত হন। ড্রাগন হল এমন এক ধরনের যন্ত্র যা খুব অল্প সময়ে সংকটাপন্ন অবস্থায় পরিগণিত হয় এবং এটি গবেষণায় প্রয়োজনীয় সামগ্রী ও শক্তির উৎস হিসেবে ব্যবহৃত হতে পারে।

রাইনেস বিভিন্ন পারমাণবিক পরীক্ষায় অংশ নিয়েছেন। এর মধ্যে ১৯৪৬ সালে বিকিলি অ্যাটোলে অপারেশন ক্রসরোড, ১৯৪৮ সালে এনিওয়েটক অ্যাটলে অপারেশন স্যান্ডস্টোন 
এবং নেভাদা পরীক্ষাস্থানে অপারেশন রেঞ্জার ও অপারেশন বাস্টার জ্যাঙ্গল। ১৯৫১ সালে তিনি অপারেশন গ্রিনহাউসের পরিচালক হিসেবে নিযুক্ত হন। এটি ছিল প্রশান্ত মহাসাগরীয় অঞ্চলে একগুচ্ছ পারমাণবিক পরীক্ষার সমষ্টি। এতে যুক্তরাষ্ট্র প্রথমবারের মত উন্নত বিভাজন অস্ত্রের পরীক্ষা চালিয়েছিল যা তাপীয় পারমাণবিক অস্ত্রের ভিত্তিপ্রস্তর স্থাপন করেছিল। তিনি পারমাণবিক বিস্ফোরণের ফলাফল সম্পর্কে গবেষণা করেছেন ও জন ভন নিউম্যানের সাথে বিস্ফোরণের পর বায়ুমণ্ডলে নির্গত রশ্মিতে বৃক্ষের কাণ্ডগঠন নিয়ে গবেষণাপত্র উপস্থাপন করেছেন।

সম্ভবত, পারমাণবিক পরীক্ষায় তার সংশ্লিষ্টতার দরুন তিনি পারমাণবিক পরীক্ষার পর বায়ুমণ্ডলে নির্গত রশ্মি থেকে সৃষ্ট তেজস্ক্রিয় দূষণ নিয়ে ভাবতে শুরু করেন এবং ভূগর্ভস্থ পারমাণবিক পরীক্ষার সমর্থকে পরিণত হন। স্পুৎনিক ১ উৎক্ষেপণের পর সৃষ্ট মহাকাশীয় স্নায়ুযুদ্ধের সময়ে জন আর্চিব্যাল্ড হুইলারের প্রকল্প ১৩৭ এ যোগদান করেন যা পরবর্তীতে জ্যাসন নামের একটি পরামর্শক প্রতিষ্ঠানে রূপান্তরিত হয়। তিনি ১৯৫৮ সালে জেনেভায় শান্তির জন্য পারমাণবিক প্রযুক্তি সম্মেলনে যোগদান করেছিলেন।

মৃত্যু
নিউট্রিনো ও তারার অন্তঃস্থ ক্রিয়া আবিষ্কার
লস আলামোস গবেষণাগার
প্রারম্ভিক জীবন