50年代后期，我国浓缩铀气体扩散厂在苏联的援助下已开始建设。该厂所用最重要的原料是六氟化铀。1970年由于苏联片面中断了对中国提供生产六氟化铀的技术援助，使浓缩铀同位素工厂陷入“无米之炊”的困境。1970年8月吴征铠调到原子能研究所后，立即参加领导一套代号为“615Z”的六氟化铀简法生产装置的运行和试验。这台装置是我国自行设计和建设的，经我国科研人员的共同努力可以生产少量合格的六氟化铀产品，但无法连续地生产。当时，吴征铠对六氟化铀生产工艺还不很熟悉，他凭着良好的基础知识和长期积累的分析问题的能力，果断地提出这台装置的主要毛病是冷凝器容易被堵塞，必须改进，他毅然向上级提出改进冷凝器内接触面的意见。经过实践，表明改进后的冷凝器安装在六氟化铀生产装置上性能良好。这为攻克气体扩散厂初期原料供应的难关起了重要作用。

    与此同时，吴征铠还指导铀同位素分离中核心部件——分离膜的研制工作。1960年原第二机械工业部副部长钱三强在第一次会见他时曾出示苏联提供的个分离膜样品，并说明这是气体扩散机的心脏。分离膜是粉末冶金的产品，需要用超细和均匀的金属粉末作为原料，因而必须首先解决原料生产问题。当时有关人员对生产该原料的技术路线有不同的意见。吴征铠借鉴了有关文献资料，提出采用气体化学分解反应制备超细金属粉末，因为这将有利于今后大规模生产。这个主张经过试验表明是正确的，不久从实验室制备扩大到了大规模生产，为试制分离膜争取了时间。此外，在研制分离膜过程中，对它的技术性能测试也是十分重要的。按照常规方法需要在一套扩散机组内装上几万个分离膜才能进行测试。为了减少分离膜用量和节省测试费用与时间，吴征铠和研究人员一起经过反复探索后，提出在小扩散机组上进行测试，并根据紊流产生的原理在机内采取一定的技术措施，解决了小扩散机组气流速度太小的问题。这一技术革新措施不仅经实验证明能将小扩散机用于分离膜性能测试，而且有利于提高扩散机的分离效率以及在以后大规模生产的机组中也被采用。我国第一代分离膜在很短时间内研制成功，这是多位科学技术人员大力协作、攻克重重难关的结果，它为浓缩铀气体扩散厂的稳定生产解决了最关键的部件。为此，这项研究成果在1978年全国科学大会上获“科学技术重大贡献奖”，1985年第二代分离膜荣获国家科技委员会授予的发明一等奖。

    “文化大革命”开始后，至1972年吴征铠才返回北京原子能研究所任副所长，负责化学方面的工作。1976年核武器研究院要求提供100居里锔-242，吴征铠亲自领导和参加了此项重要研制任务。在当时十分困难的条件下，先将强α放射源镅-241分装，送进核反应堆内辐照，再经分析鉴定，终于在短短3个月时间内按期完成了任务。这些合格产品及时满足了我国核武器试验的需要。

    从吴征铠的科学生涯中可以看出，他的学术思想十分敏捷、活跃，善于接受新事物和提出新想法。例如，他在50年代中期指导研究生在复旦大学率先研究气相色层分离技术，这一技术在国外也才开始研究不久，而他就想到在色层柱内用手性吸附剂有可能用于分离外消旋混合物，但当时因受实验条件限制而未能实现。十多年后，他的想法已被国内外很多实验室先后验证。熟悉吴征铠的人都知道他善于科学畅想，敢于坦率提出新想法，因此，大家很愿意与他进行学术讨论，他在兼任中国科学院上海有机化学研究所和大连化学物理研究所学术委员会委员期间，曾对研究所的学术研究方向等提出过不少有益的意见。