در سال 1938 با انجام آزمایشاتی توسط دو دانشمند آلمانی به نامهای اتوهان و فریتس شتر اسمن، فیزیک هسته‌ای به مرحله تازه‌ای پای نهاد. این فیزیکدانان با بمباران هسته اتم اورانیوم به‌وسیله نوترون‌ها به عناصر رادیواکتیوی دست یافتند که جرم اتمی کوچک‌تری نسبت به اورانیوم داشت. برای توصیف علت ایجاد این عناصر لیزه میتنر و اتو فریش پدیده شکافت هسته را در اورانیوم تو ضیح دادند و در اینجا بود که ناقوس شوم اختراع بمب اتمی به صدا در آمد.
هر فروپاشی هسته اورانیوم می‌تواند تا ۲۰۰ مگا ولت انرژی آزاد کند. بدیهی است که اگر هسته‌های بیشتری فرو پاشیده می‌شد انرژی فراوانی حاصل می‌گردید. بعدها فیزیکدانان دیگری نیز در این محدوده به تحقیق پرداختند. یکی از آنان انریکو فرمی بود که به خاطر تحقیقاتش در سال ۱۹۳۸ موفق به دریافت جایزه نوبل گردید.
سیر تحولی و رشد در سال 1939 یعنی قبل از شروع جنگ جهانی دوم در بین فیزیکدانان این بیم وجود داشت که آلمانی‌ها به کمک فیزیکدانان نابغه‌ای مانند هایزنبرگ و دستیارانش می‌توانند با استفاده از دانش شکافت هسته‌ای بمب اتمی بسازند. به همین دلیل از آلبرت اینشتین خواستند نامهای به فرانکلین روزولت رییس‌جمهور وقت امریکا بنویسد. در آن نامه تاریخی از امکان ساخت بمبی صحبت شد که هرگز هایزنبرگ آن را نساخت.
به این ترتیب دولتمردان امریکا برای پیشدستی بر آلمان طرح مانهاتان را به راه انداختند و از انریکو فرمی دعوت به عمل آوردند تا مقدمات ساخت بمب اتمی را فراهم سازد. سه سال بعد، در دوم دسامبر 1942 در ساعت 3 بعد از ظهر نخستین راکتور هسته‌ای دنیا در دانشگاه شیکاگو امریکا ساخته شد. در 16 جولای 1945 نخستین آزمایش بمب اتمی در صحرای آلامو گرودو نیومکزیکو انجام شد. سه هفته بعد هیروشیما در ساعت 8: 15 صبح روز 6 آگوست 1945 به‌وسیله بمب اورانیومی امریکا بمباران شد. سپس ناکازاکی در 9 آگوست سال 1945 در ساعت حدود 11:15 به‌وسیله بمب پلوتونیومی بمباران شد. در طی آن بمباران‌ها صدها هزار نفر جان باختند. بمب‌های هسته‌ای به دو شکل ساخته می‌شوند. بمب‌های شکافتی (اتمی) و بمب‌های همجوشی (هیدروژنی) . در حالی که جزییات این بمب‌ها محرمانه است ولی نکات اساسی آنها قابل دسترس است. سوخت در یک بمب شکافتی مشتمل بر 235U و 239Pu تقریبا خالص است که هر دو هسته‌های شکافت‌پذیری دارند. یک تکه کوچک از چنین ماده‌ای نمی‌تواند منفجر شود، زیرا تعداد بسیار زیادی از نوترون ها فرار می‌کنند. ولی در یک جرم به قدر کافی بزرگ (بحرانی) واکنش زنجیره‌ای صورت می‌گیرد. یک نوترون اولیه اتفاقی باعث شروع شکافت خواهد شد. یک بمب نوعی تقریبا 1024 نوترون در کمتر از 10-7 ثانیه آزاد می‌کند که باعث گرمای بسیار شدید می‌شود.
