约里奥-居里实验激发了实验物理学家致力于轰击原子核的研究。 1934年，意大利物理学家费米改用新发现的中子来一一轰击元素周期表上的元素原子。 到了氟，他终于得到了放射性同位素，短短几个月就发现了几十种放射性同位素。 同位素。 费米还意外地发现，在中子源和被轰击的银金属之间放置一块石蜡会激发更强烈的核反应。 这意味着减速后，中子更有能力引起核反应。 这一发现被认为是原子时代的“真正的开始”。 费米因这项工作获得了1938年诺贝尔物理学奖。
费米的研究小组继续沿着元素周期表进行实验。 他们在轰炸铀的时候，猜测应该能够获得原子序数为93的超铀元素，但是结果却有些反常。 起初，他们认为存在超铀元素，并没有进一步深入研究这种异常现象。 后来，许多其他核物理学家同时发现了异常现象。 主要的异常现象是用中子轰击铀产生了许多新的放射性元素，这些元素在元素周期表中与铀不相邻。 德国女化学家诺达克提出，在中子轰击下，铀分裂成几块。 只有这样，才能解释新出现的放射性元素与铀不相邻的“奇怪”现象。 但这种观点一开始并没有被人们接受，因为从表面上看，慢中子怎么可能用这么小的能量将铀核打碎呢？
1938年，德国物理学家哈恩受到约里奥-居里夫妇实验报告的启发，重新做了相关实验。 他确信铀嬗变后出现的确实是钡、镧等远离铀的元素。 。 哈恩对实验结果感到非常困惑，于是他把这些结果和问题写给了奥地利女物理学家迈特纳。 迈特纳立即提出了一个大胆的猜想：铀原子核在捕获中子后分裂成大致相等的两部分。 她将这个过程称为“原子核分裂”，玻尔后来将其称为“核裂变”。 她认为裂变过程中会发生质量损失。 根据爱因斯坦的质能关系，裂变应该释放大量的能量。 迈特纳的侄子弗里施告诉玻尔他姨妈的想法，并表示他将开始测试它。 玻尔正准备前往美国参加一个会议。 弗里希一到美国就发电报说，这次实验证实了迈特纳的想法。 玻尔立即将这一消息告诉与会的物理学家，引起强烈轰动。 有的人连报告都没听完，就赶回来做实验了。 核裂变的实验事实很快就得到了认可。 哈恩荣获 1944 年诺贝尔物理学奖。
核裂变的发现自然让人们想到了连锁反应的可能性。 所谓链式反应，就是当中子轰击铀原子核，导致原子核分裂时，又产生新的中子，轰击其他铀原子核，使这个反应像一环扣一环地持续下去。 收到核裂变的消息后，费米立即提出了链式反应的概念，并预言当一个重核分裂成两个轻核时，一定会出现多余的中子。 约里奥-居里和他的妻子是第一个证明连锁反应可能性的人。 他们发现连锁反应非常快。
就在第二次世界大战爆发前两天，玻尔和惠勒指出，铀235比铀238更易裂变核反应，而慢中子更能引起裂变。 至此核反应，释放原子核能的理论和实验基础就完整了。 科学家们清楚地认识到，连锁反应一旦开始，就会在极短的时间内爆发出极其巨大的能量。
参考