爱因斯坦的质能公式发表于1905年。它当然可以解释为什么重原子核裂变时可以释放大量的能量，但对发现裂变和解释原子核为什么会裂变没有具体的指导意义。

1932年Chadwick发现中子后，费米做了一系列用中子轰击原子核的实验，但当时科学界以为一个原子核吸收中子后只会变成更重的核，直到1938年Otto Hahn和Fritz Strassmann才用化学的方法确认铀核吸收中子后可以裂变成两个较轻的核。Otto Frisch和Lise Meitner几乎在裂变被发现的同时用原子核的物理模型解释了这个现象并得出裂变会释放出大量能量这个结论。他们在完成裂变的模型后才想到释放出的能量应该对应于裂变产物的质量亏损。

裂变可以用这样一个简单的模型来解释。铀核就象一个气球包着92个带正电的质子和143（或146）个不带电的中子。吸收外来的中子后，这个气球动荡起来，有时会变成由一个细颈连着的两个较小的球。如果动荡足够强烈，细颈就会断裂。由于两个较小的球各自包着很多带正电的质子，而同性电荷相斥，这两个球会飞速分离成为铀核裂变的产物。它们获得的能量，也就是裂变释放的能量，来自正电荷之间的排斥力。

核反应堆以及原子弹的研制主要依靠这几条：

1。实验发现中子引发铀原子核裂变，这为高效释放能量找到了途径。

2。实验发现铀原子核吸收一个中子裂变时释放2到3个新的中子，这些新的中子可以引发其他铀核裂变，导致连锁反应。这为短时间内释放大量能量（爆炸）以及如何控制能量的释放（核反应堆）找到了机制。

3。实验测量了中子与铀和其他原子核可以发生的多种反应，这为具体设计核反应堆和原子弹提供了关键的数据。