नाभिकीय ऊर्जा
जेम्स चैडविक द्वारा 1932 में न्यूट्रॉन की खोज के बाद, परमाणु विखंडन को सर्वप्रथम एनरिको फर्मी ने प्रयोगात्मक रूप से 1934 में रोम में हासिल किया, जब उनके दल ने यूरेनियम पर न्यूट्रॉन से बमबारी की। 1938 में, जर्मन रसायनशास्त्री ओट्टो हान और फ्रिट्ज स्ट्रासमन और साथ में ऑस्ट्रियाई भौतिकविद लिसे मेट्नर और मेट्नर के भतीजे ओट्टो रॉबर्ट फ़्रिश ने न्यूट्रॉन से बमबारी किए गए यूरेनियम उत्पादों पर प्रयोग किए। उन्होंने निर्धारित किया कि अपेक्षाकृत छोटा न्यूट्रॉन, महाकाय यूरेनियम परमाणुओं के नाभिक को लगभग दो बराबर टुकड़ों में विभाजित करता है, जो एक आश्चर्यजनक परिणाम था। लियो शिलार्ड सहित जो एक अगुआ थे, अनेकों वैज्ञानिकों ने यह पाया कि अगर विखंडन अभिक्रियाएं अतिरिक्त न्यूट्रॉन छोड़ती हैं तो एक स्व-चालित परमाणु श्रृंखला अभिक्रिया फलित हो सकती है। इस बात ने कई देशों में वैज्ञानिकों को (अमेरिका, यूनाइटेड किंगडम, फ्रांस, जर्मनी और सोवियत संघ सहित) परमाणु विखंडन अनुसंधान के समर्थन के लिए अपनी सरकारों को याचिका देने के लिए प्रेरित किया।
विकिरण
विल्हेम राँन्टजेन को एक्स किरणों की खोज का श्रेय जाता है। ट्रिडियम के आइसोटोप के साथ विभिन्न प्रयोगों के दौरान, निर्वात मे विद्युत आवेश को मापते हुये उन्होंने फोटोनीय उत्सर्जन मे एक बड़ा परिवर्तन अनुभव किया। जब उन्होंने ट्रिडियम की तस्वीरें ली तब उन्होंने पाया कि एक ठोस टुकड़े की अवस्था बड़ी तेजी से बिगड़ती है। हेनरी बेक्युरेल ने पाया कि यूरेनियम लवण के कारण एक बिना खुली फोटो प्लेट धुंधला गयी और मेरी क्युरी ने पाया कि केवल कुछ तत्वों ने इन ऊर्जा किरणों को रोका। उन्होंने इस व्यवहार को रेडियोधर्मिता कह कर पुकारा।  दिसंबर 1898 में मेरी क्युरी और पियरे क्युरी ने पिचब्लेंडी में रेडियम की खोज की। यह नया तत्व था और यूरेनियम की तुलना में दो लाख गुना अधिक रेडियोधर्मी था।