পদার্থ
আধুনিক কণাভিত্তিক পদার্থবিজ্ঞানের মান তত্ত্বে পদার্থকে বিপুল সংখ্যক অণু ও পরমাণুর সমষ্টি হিসেবে কল্পনা করা হয়। পরমাণু হল মৌলিক পদার্থের রাসায়নিক ধর্মাবলি প্রদর্শনকারী ক্ষুদ্রতম একক। পরমাণুর অভ্যন্তরে ধনাত্মক আধানের প্রোটন ও আধানহীন নিউট্রন কণা নিয়ে গঠিত একটি পরমাণুকেন্দ্র বা নিউক্লিয়াস থাকে এবং একে ঘিরে "আবর্তনশীল" ঋণাত্মক আধানের ইলেকট্রন কণাসমূহের একটি "মেঘ" থাকে যা পরমাণুটির "দখলকৃত স্থান" বা আয়তন নির্ধারণ করে। পরমাণুর অভ্যন্তরের প্রোটন কণার সংখ্যা কোনও মৌলিক পদার্থের রাসায়নিক ধর্ম নির্ধারণ করে। পরমাণুগুলি একে অপরের সাথে তড়িৎযোজী, সমযোজী, সন্নিবেশ, ধাতব, ইত্যাদি রাসায়নিক বন্ধনে আবদ্ধ হয়ে স্থিতিশীল মৌলিক বা যৌগিক অণু গঠন করে। অণুগুলি আবার বিভিন্ন ধরনের আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বলের মাধ্যমে একে অপরের সাথে যুক্ত হয়ে ইন্দ্রিয়গ্রাহ্য বা পরীক্ষাগারে পর্যবেক্ষণযোগ্য স্থূল পদার্থ তৈরি করে, যেগুলি বিভিন্ন অবস্থা বা দশায় বিরাজ করতে পারে (কঠিন, তরল, বায়বীয়, ইত্যাদি)।
ম্যানহাটন প্রকল্প
বিজ্ঞানীরা জানতেন, প্রতিটি রাসায়নিক মৌলের পরমাণু আলাদা, একের সাথে অন্যের সুনির্দিষ্ট পার্থক্য রয়েছে। যেমন, হাইড্রোজেন মৌলের ক্ষেত্রে একটি ইলেকট্রন একটি প্রোটনকে কেন্দ্র করে ঘুরছে। এটিই সরলতম গঠন। ইউরেনিয়াম পরমাণুতে ৯২টি ইলেকট্রন ৯২টি প্রোটনকে কেন্দ্রকরে আবর্তন করছে যা অনেকটাই জটিল। এই মৌলের পারমানবিক সংখ্যা তাই ৯২। এই মৌলগুলোর যে কোন একটির মধ্যেও আবার বিভিন্নতা দেখা যায় যাদেরকে বলা হয় সমাণুক। একটি নির্দিষ্ট মৌলে ইলেকট্রন ও প্রোটন সংখ্যা সর্বদা সমান এবং নির্দিষ্ট হলেও নিউক্লিয়াসের নিউট্রন সংখ্যার উপর ভিত্তি করে এদের মধ্যে পার্থক্যের সৃষ্টি হতে পারে। এভাবেই সমাণুকের সৃষ্টি হয়। ইউরেনিয়ামের তিনটি স্থায়ী সমাণুক রয়েছে যাদেরকে তাদের পৃথক পৃথক ভর সংখ্যা দ্বারা নামাঙ্কিত করা হয়। এগুলো হল U, U এবং U। ইউ-২৩৮ প্রকৃতিতে সবচেয়ে বেশী পাওয়া যায়, আর ইউ-২৩৫ হল বিরলতম। প্রাকৃতিক ইউরেনিয়ামে শতকরা মাত্র ০.৭ ভাগ ইউ-২৩৫ থাকে। ইউরেনিয়াম যেহেতু অস্থিত মৌল, তাই তখন থেকেই বিজ্ঞানীরা এর কেন্দ্রকে দ্রুত গতির নিউট্রন ঝড় দ্বারা আঘাত করে নতুন ধরণের শক্তি আবিষ্কারের চেষ্টা শুরু করেছিলেন।