居里夫妇的女儿伊蕾娜·居里及女婿约里奥·居里1934年用α离子轰击铝核发现了轻核放射性元素的方法，为研究原子核的科学家打开了新思路。大家都在研究用人工方法制造新的放射性元素。才几年,他们就制造出四百多种人造放射性元素。
美籍的意大利的科学家费米认为,用α粒子轰击原子核，并不是理想的办法,因为α粒子带两个阳电荷,在射到别的原子核里去的时候,同性电荷相斥,就很难射中。
他决定换用中子作炮弹。
将镭射气――氡的放射性元素和铍粉封在小玻璃管中，氡放射出来的α粒子打在铍上就产生中子。
这就是一个不断发射中子的中子源。费米用中子去轰击各种元素。他按着周期表的次序去试验。结果,前八个元素——从氢到氧,用中子轰击以后都没有什么反应。但是用中子轰击氟的时候,盖革计数器响了。
用中子轰击氟,生成了人工放射性元素。这种人工放射性元素放出β射线,也就是带阴电荷的电子流。中子不带电,氟原子核里多了一个中子,所带的阳电荷数并不改变,只是质量增加了一个原子质量单位,所以生成的是氟的同位素
这种氟同位素是放射性的,它放出β射线——电子流。当然,核的阳电荷数目就要增加,变成原子序数比氟大1的氖:
费米继续做的试验很顺利,在氟以后的元素大都可以被中子击中,变成放射性元素,而且花样很多。
铝原子核被中子击中后放出α粒子,变成放射性钠:
放射性钠放出β射线后变成稳定的镁
磷原子核被中子击中后放出质子,变成放射性硅。
放射性硅放出β射线后变回成稳定的磷:
碘原子核被中子击中以后什么粒子也不放出,变成放射性碘，放射性碘放出β射线后变成稳定的氙。
费米用中子做炮弹,一下子就制成许多种放射性同位素。同时,他还发现周期表中的重元素(原子序数大的元素)的核在被中子击中以后,都不放出α粒子或质子,而是生成原来元素的放射性同位素。
这些放射性同位素都是放射β射线的。放射β射线,也就是放射电子,放射的结果是原子核减少一个单位阴电荷(也就是增加一个单位阳电荷),变成原子序数增加1的另一种元素。
铀是周期表上当时已经发现的最后一个元素,它的原子序数是92。人们早就想找到铀后面的元素,但是一直没有找到。
费米想:可不可以用人工来合成铀后面的元素呢?他用中子轰击铀,果然得到了放射β射线的同位素。在放射β射线以后,它就应该成为原子序数是93的元素了。用中子再轰击93号元素,就会生成94号元素;再轰击94号元素,又会生成95号元素。费米作过实验以后,在1934年宣布他用人工方法制造出来了超铀(原子序数比铀大的)元素。它们的原子序数是93、94、95。费米还仿照门捷列夫的办法,把自己发现的93、94、95号三个元素分别起名叫做“类铼”、“类锇”和“类铱”。
人工制造出了超铀元素这又是一个重大的发现。1938年费米获得诺贝尔物理奖。
几乎各国有名的原子科学家都相信费米的实验结果,相信真的制造出了93、94和95号元素,但是有一位科学家持不同的意见。就在费米宣布制出超铀元素的那一年,《应用化学杂志》上刊登了一封来信。信中指出:“用中子轰击重核,可能使这核分裂成几个大块的碎片。当然,这些碎片必然是已知元素的同位素,而不是这重元素相邻的元素。
这封信是德国发现铼元素的女科学家诺达卡写来的。她曾经发现了元素铼,后来一直在寻找着超铀元素。她认为费米没有制出来超铀元素,因为费米提出的新元素的化学性质,更象已知的元素。诺达克的意见没有受到重视。当时世界有名的德国放射学专家哈恩也认为,诺达克的看法纯粹是谬论。但是,少数人的意见并不一定是错误的。四年以后,才证明费米错了,诺达克是正确的。作出证明的恰恰是哈恩他自己。
在费米宣布他的发现以后,许多支持费米的科学家都在重复费米的实验,想研究一下93、94和95号元素的性质。他们大多得到和费米同样的结果。1938年,小居里夫妇用中子轰击纯铀,然后进行分析。他们有了新发现,在轰击过的铀中发现了元素镧。镧是57号元素,它在中子轰击以前的铀中是没有的。换句话说,镧是在中子轰击铀以后产生的。哈恩听到这个消息以后,再也坐不住了,立刻跑到实验室里作起实验来。
哈恩和他的助手几个星期不分昼夜地作实验。他们在用中子轰击过的纯铀中又找到了钡。钡的原子序数是56,是铀原子序数92的一半多一点。
哈恩改变了自己的看法,他的实验证实了诺达克的意见:铀在中子轰击后真的分裂成为大约相等的两块。1938年12月22日,在德国《自然科学》杂志上,哈恩发表了他的发现。这一次,原子核真的打开了!以前的实验仅仅打下原子核的一些小碎片。这次原子核被打成两块。
一个中子能够打碎一个铀原子核。这个新的发现又震动了科学界,许多人都在进一步研究这个问题他们发现铀核被打碎的碎片有大有小,可以生成各种元素。在1944年哈恩因为发现重核分裂反应的发现获得诺贝尔化学奖。
1946年,当时在法国的我国科学家钱三强和何泽慧夫妇发现,在中子轰击下,铀原子核还可以分裂成三、四块。然而最可能发生的情况是分裂成为大小差不多相等的两块。
从此，人类开始进入利用原子能的新世纪。