一、古代煉金術的聯想，就是所謂的“煉金術”。這曾經是古代方士的夢想，是人們最早的企圖把一種物質變成另一種物質的實踐。可以想象這樣的場景，一個披發仗劍的道士，在煉丹爐旁一邊口中念念有詞，一邊往裏麵投入各種配料，爐火熊熊燃燒，連續許多天不熄火……可是，夢想畢竟是夢想，在古代的技術條件下，這類嚐試均以失敗而告終。
二、發現放射性1896年，法國科學家貝克勒爾，在一次偶然裏，發現了有一種鈾鹽能放出射線，這種射線能穿透黑紙使照相底片曝光，放出這種射線後，鈾就變成了另外一種物質。這就是人類第一次發現放射性，鈾就是一種具有天然放射性的物質，它能放出多種射線。這種射線看不見，摸不著，有的帶電，有的不帶電，它們都帶有能量，有的還有很強的穿透性。
1897年，居裏夫婦發現，在鈾礦的礦渣中含有比鈾輻射更強的東西，它顯然不是鈾，難道除了鈾，還有其他的放射性元素嗎？居裏夫人孜孜不倦地在簡陋的實驗室裏工作，要把這種在礦渣中含量極微的元素提取出來。最後，她成功地得到了二種新的放射性元素——鐳和釙，她將一種新元素取名釙是為了紀念她的祖國波蘭，另一種取名鐳是由於它的放射性強度很強。居裏夫人的最大貢獻是她創建了一門新的學科——放射化學。怎樣將放射性物質從其他物質中提煉出來，最主要的是把放射性物質從它自己的同位素中分離出來。這是利用放射性的前提。
三、盧瑟福的發現
英國科學家盧瑟福鈾既然能通過放出射線，變成另一種物質，那麼，用已經發現的各種射線去轟擊原子核，它能不能變成一種新的物質呢？
英國科學家盧瑟福的小組首先發現，放射性射線來源於原子核內部，而且通過發射射線，一個原子核變成另一個原子核。他一直在用α粒子去轟擊各種原子核，想看看究竟會發生什麼。1911年他用α粒子轟擊金屬薄膜，發現在5000個α粒子中，絕大部分穿透薄膜不改變方向，隻有一兩個α粒子打偏了。他從中悟到，原子原來是一個很空的結構，大部分α粒子都可以直接穿透，隻有打在核上的α粒子才會有較大的偏折，這樣他發現了原子的核式結構；1919年，他的又一個貢獻就是用α粒子轟擊氮，打出了質子，這是第一次實現人工放射性；用α粒子轟擊鈹，導致1932年中子（也是一種射線，它不帶電，質量與質子差不多）的發現；1934年用α粒子轟擊鋁，合成了放射性磷。
用α粒子或者通常稱其為α射線作為炮彈，人們已經隨心所欲地將一個原子核變成另一個。古人的夢想終於變成了現實，原理上說，許多種途徑都可以將其他物質（當然不是銅）變成金，隻是這些物質可能比金還貴重，或者變化的代價過大而已。
四、裂變反應中子發現後，科學家發現用中子轟擊原子核，比用α粒子更方便。因為中子不帶電，它轟擊原子核的命中率高，而且中子也可以從鐳發出的射線中方便地獲得。科學家在想：鈾能不能吸收中子變成比它重的核呢？用中子轟擊鈾的結果是令人困惑的，他們得到了多種放射性物質，但不能證實是比鈾更重的核。1938年，哈恩證明產物中有類似於鋇和鑭的東西，鋇的質量隻是鈾的一半多一點，而不是比鈾更重的核，那麼，另一半質量到哪兒去了呢？隻有一個可能，就是鈾裂成了兩半。
裂變圖示需要說明的是，圖中小的空心球是中子，實心球是質子
原子核的裂變過程。（a）中子轟擊鈾核，（b）中子被吸收，（c）鈾核發生形變，（d）裂成兩個碎片，放出3個中子和γ射線。
那麼，鈾是否也可以裂成三種或四種比鈾輕的物質呢？這種猜測不久也實現了。我國科學家錢三強及夫人何澤慧1946年在法國首次發現了三裂變和四裂變。
人們發現了在中子的轟擊下，一些鈾的原子核裂成了兩個甚至更多比鈾輕的原子核，同時放出了200兆電子伏特的能量。人們又發現，這種裂變很容易進行，裂變鈾核需要一個中子，鈾核裂變後，又產生2到3個中子，又可以使其他鈾核裂變。這好比我們熟悉的棋盤中放麥粒的故事。國王輸了棋，勝者要求的獎賞是在棋盤格上放小麥，第1格放1粒，第2格放2粒，第3格放4粒，第4格放8粒，直至所有64格放滿。算出來後，國王驚倒了，國庫中所有的小麥都放上去，也還不夠。你知道需要多少麥粒嗎？2760億噸！鈾核的裂變就是如此，隻要鈾核足夠多，就可以不斷進行下去。