Fisi nuklir
Penemuan dari fisi nuklir adalah pada tahun 1938, kira-kira 5 dekade setelah studi pada radioaktivitas dan juga ilmu pengetahuan baru mengenai fisika nuklir yang menjelaskan komponen-komponen dari sebuah atom. Pada tahun 1911, seorang berkebangsaan Selandia Baru bernama Ernest Rutherford mengemukakan sebuah model atom baru yang bentuknya kecil, padat, dan nukleusnya bermuatan positif (proton) dan dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif (model atom ini disebut sebagai model atom Rutherford). Niels Bohr memperbaikinya pada tahun 1913 dengan menambahkan kulit-kulit elektron (atau disebut sebagai Model Bohr).
Aktinida
Seluruh logam aktinoida bersifat radioaktif dan waktu paruh unsur aktinoida berkurang secara dramatik seiring naiknya nomor atom. Kebereadaan isotop uranium dan thorium di bumi adalah sehubungan dengan waktu paruh yang cukup panjang yang memungkinkannya tinggal sejak asal mulanya. Isotop-isotop ini ditemukan dalam bentuk mineral uranium dan thorium. Unsur baru pertama setelah uranium adalah neptunium dan plutonium, yang diberi nama seperti uranium mengikuti nama planet-planet, dibuat pada tahun 1940 oleh McMillan dan Abelson serta berturut-turut oleh Seaborg, McMillan, Kennedy dan Wahl, dengan menembakkan partikel dari siklotron di Barkeley ke uranium.