هل ينشطر اليورانيوم طبيعيا ؟
لاحظ فريق بقيادة إنريكو فيرمي في عام 1934 أن قذف اليورانيوم بالنيوترونات ينتج اضمحلال أشعة بيتا مما ينتج عنه اتشطار الإلكترون أو البوزيترون من العناصر المنتجة.[14] في البداية، سُمّي منتج الانشطار خطءًا بعناصر جديدة ذات أرقام ذرية 93 و94، حيث قام عميد كلية روما أورسو ماريو كوربينو بتسمية العنصرين بالأوديوم والهسبيريوم على التوالي.[15][16][17][18] أدت التجارب التي أجراها أوتو هان وفريتز شتراسمان[14] في مختبر هان في برلين إلى اكتشاف قدرة اليورانيوم على الانشطار إلى عناصر أخف وزنًا وإصدار طاقة كبيرة. نشرت ليز مايتنر وابن أختها الفيزيائي أوتو روبرت فريش التفسير المادي في فبراير 1939 وأطلقوا عليه اسم الانشطار النووي.[19] وبعد فترة وجيزة، افترض فيرمي أن انشطار اليورانيوم قد يطلق ما يكفي من النيوترونات للحفاظ على التفاعل الانشطاري. وجاء تأكيد هذه الفرضية في عام 1939، حيث وُجد في وقت لاحق أن ما يقرب من 2.5 نيوترون يتم تحريرها عن طريق انشطار كل ذرة من اليورانيوم -235. حثّ فيرمي ألفريد أو سي نير على فصل نظائر اليورانيوم من أجل تحديد العنصر القابل للانشطار. وفي 29 فبراير 1940، استخدم نير أداة صنعها في جامعة مينيسوتا لفصل أول عينة في العالم من اليورانيوم -235 في العالم في مختبر تيت. بعد إرسال المسرع دوراني بالبريد إلى جامعة كولومبيا، أكد جون دانينج أن العينة هي المادة الانشطارية المعزولة في 1 مارس.[20] ووجد المزيد من العمل أن نظير اليورانيوم 238 الأكثر شيوعًا يمكن أن يتحول نوويًا إلى البلوتونيوم والذي يعتبر قابل للانشطار أيضًا بالنيترونات الحرارية مثل اليورانيوم -235. أدت هذه الاكتشافات في دول عديدة لبدء العمل على تطوير الأسلحة النووية والطاقة النووية.
يتم إنتاج كلا نظيري النيكل المشعَين المتَصفين بأهمية كامنة بواسطة تنشيط نتروني لمكوُنات في المفاعلات النووية. فحينما ينشطر نكليد انشطاري مثل اليورانيوم-235, فإنه ينفصم بشكل عام على نحو لا تناظري إلى شدفتين كبيرتين (بمعنى ناتجين انشطاريين يتصفان بعدد كتلة يقع في حدود ما asymmetrically بين 90 إلى 140)بالإضافة إلى نترونين أو ثلاثة. (عدد الكتلة هو مجموع عدد البروتونات والنترونات في نواة الذرّة). ويمكن أن تسبب هذه النترونات انشطارات إضافية (تولِِد تفاعلات متسلسلة)، فتفلت من المفاعل، أو تُشَعِع المواد القريبة. هذا، ويتألف عدد من مكونات المفاعل من سبائك مختلفة من الفولاذ وتحتوي على الكروم والمنغنيز والنيكل والحديد والكوبالت, وتستطيع هذه العناصر أن تمتص النترونات مُسبِبةً نظائر مشعة تتضمَن النيكل-59 والنيكل-63. ويعد كل من النيكل-59 والنيكل-63 نكليدات مشعة الوقود)وفي النفايات المشعة ذات شأن في الوقود النووي المستنفد باعتباره مكوِناً لعتاد المصاحبة للمفاعلات النووية العاملة ولمحطات معالجة الوقود. ويوجد النيكل-63 بتراكيز أعلى بكثير من النيكل-59