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).
Proyek bom atom Soviet
Proyek Bom Atom Soviet berakar jauh pada tahun 1910an, saat Rusia mulai meneinstiliti materi-materi radioaktif. Peneliti yang dilakukan tidak secara resmi dilembagakan sampai 1922 ketika Institut Radium di Petrograd dibuka. Sepanjang '30an terdapat beragam institusi lain yang dibuka di penjuru negeri. Penting diketahui bahwa semua penelitian dan institusi tersebut adalah bagian masyarakat sipil. Maka, militer tidak secara langsung mengontrol proses yang dibuat.