后来人们又发现用高速运动的带电粒子或用不带电的中子去轰击带正电的原子核则可能使能量释放出来，但命中率都太低。直到1938年科学家才初步确认，铀核在中子的轰击下分裂成了质量相近的两块碎片，他们还计算出一个铀核分裂时可以释放出2亿电子伏特的能量！
与此同时，居里夫人的女儿伊伦·约里奥·居里和费米等人发现用一个中子去轰击原子核时，除产生两个裂变原子核并释放出能量外，还会产生出两三个新的中子来，这两三个新中子又去轰击两三个铀核，再分裂出更多的“中子炮弹”来。如此这般地按几何级数陡然增加的中子就可以使铀核在瞬间全部分裂，在这种“链式反应”过程中，失去的质量就转变为释放出的巨大能量，这就是原子能，更确切地说应称之为“核能”。这种“连锁反应”
的发现，为人类利用核能打开了迷宫的大门，开辟了通路，使人类逐步认识并掌握了核裂变放出的核能和核聚变放出核能这两种新型能源的科学技术。
这一重大科学发现使人类找到了巨大的能源。一个普通的碳原子燃烧时放出的能量只有4.1电子伏特；而一个铀原子核的裂变却可以释放出大约2亿电子伏特。1克铀235含有2.6×1021个原子，即像火柴盒那么大小的1千克铀235由于核裂变所产生的能量相当于2万吨TNT炸药的爆炸力。而且，核裂变的再分裂时间是非常短促的。只需亿分之一秒，所以1千克铀235完全裂变只是瞬间发生的事。
科学技术的发展，使人们认识了原子核能的巨大作用，到1942年，原子能在发展史上进入了一个新阶段，也正是此时，第二次世界大战进入了白热化阶段。
当科学家们在为接二连三的发现激动不已时，却有一个人在为这些发现而担忧，他就是匈牙利科学家西拉德。西拉德有着远比一般人更丰富的想象力。所以，他很早就警告过周围的同事们，他们正在从事的核裂变研究，对人类的生存可能会产生难以预料的恶果。西拉德担心，原子核里蕴藏的能量一旦被人类释放出来，就要掉过头来将人类吃掉。
不久，从欧洲大陆传来消息，说纳粹德国已开始注意铀核裂变应用于军事的问题了。再也不能等下去了！爱因斯坦出面给美国总统罗斯福写信，要求美国政府立即组织力量进行原子弹研制。在罗斯福密友萨克斯的再三说服下，罗斯福接受了爱因斯坦的建议，同时揭开了美国制造原子弹的第一页，这也是人类跨进原子时代的第一步。
1939年10月19日，罗斯福下令成立了一个以“S-11”为代号的特别委员会，立即开始进行原子弹的研制。
随着第二次世界大战的激烈进行，美国对研制原子弹的工作也越来越重视。1940年美国政府只提供了6千万美元的经费，到1941年12月便提高到20亿美元。
1942年8月，美国正式制定了研制原子弹的计划，即著名的“曼哈顿计划”。
经过费米等的不懈努力，1945年7月16日，第一颗原子弹，（代号“瘦子”）在新墨西哥州阿拉默果多尔空军基地的沙漠里试爆成功，爆炸时飞沙、走石，震天撼地。住在离爆炸地点200公里以内的居民，几乎都听见了这声巨响，感到了大地的震撼，也看到了当时空中强烈的闪光。
原子弹的巨大威力，给在场的每一个人都留下了极其深刻的印象，即使像费米那样冷静而理智的科学家也不例外。
原子弹制造的悲剧
早在1945年的春天，曼哈顿计划的科学家就接到了选择投掷一颗原子弹目标的任务。最后确定了日本的4个城市：广岛、新潟、小仓以及京都。后来，由于日本问题专家赖肖尔教授涕泪交加的请求，陆军部长史汀生才将日本的古都京都从死神判书中勾掉了。对这个城市，美军将不予轰炸，这丝毫不意味着他们的慈悲，而是为了更清楚地了解新式炸弹的破坏力。
从7月26日到8月1日，美国飞机在日本各地散发了300万张敦促日本投降的《波茨坦公告》，还散发了150万张传单，警告日本将受到猛烈的空中轰炸。但日本政府没有要投降的任何迹象，于是美国政府便按原定计划，准备对日本使用原子弹了。
7月16日，“小男孩”的各部件被装上“印第安纳波利斯号”巡洋舰，由它在7月26日运到太平洋提尼安岛的一个空军基地里，在那里被组装成了原子弹。它长3.02米、直径0.74米、重4.4吨，核装料是60千克铀235，TNT当量约1.4万吨。“印第安纳波利斯号”巡洋舰卸完货后即离去，驶向菲律宾。但在7月30日，它遇到一艘日本潜艇的袭击，结果十分悲惨，巡洋舰连同它上面的900名船员一起沉入海底。此时美国人才发现，这艘可怜的军舰其实是很不适合承担运输原子弹这样的重要任务的，因为它没有声呐装置，并且设计落后，仅一发鱼雷就能将它迅速击沉。
8月5日，由于预报第二天将是个晴天，“小男孩”被吊装上了一架B-29飞机。半夜里，发出了飞行指示，飞机飞上了夜空。
1945年8月6日清晨，日本广岛天气晴朗、气候闷热，居民仍和往日一样生活着。9点钟，一阵空袭警报声过后，3架美国飞机飞入市区上空。由于市民对战争期间的空袭警报已习以为常，也由于这天8点钟，已有过数架美国飞机来过广岛，并未投弹，所以，大部分市民并没有及时进入防空洞躲避，甚至还有人驻足仰望美机在天空飞翔。绝对没有人想到，其中一架飞机上竟装有一颗可怕的新式武器。
9时15分，B-29轰炸机的投弹手费雷比少校将视准仪对准了市中心的一座桥正中，并按下了自动装置，带着降落伞的“小男孩”从打开的舱门落入了空中。随即，驾驶员提贝茨上校操纵飞机用了一个155°的急弯，迅速逃离即将发生爆炸的地点。
45秒钟之后，当系在降落伞下的“小男孩”慢慢落到离地面还有600米时，爆炸发生了。先是耀眼的强光一闪，随即是震耳欲聋的爆炸声。紧接着出现一个粗大的尘柱，并急速追赶上升的烟气团，最后两者会合成一股高大的蘑菇云。顷刻之间，广岛市便接着竖起几百根火柱，全市马上沦为炽热的火海。
由于爆炸之后广岛对外界的一切通讯、交通都告中断，所以迟至第二天，日本政府才接到设在广岛的第二军司令部的报告：“敌人使用了具有从未见过的破坏力的炸弹。6日上午9时15分，广岛市在一刹那间，被一颗挂在降落伞下的炸弹全部毁灭了。”
日本军方感到莫名其妙：一颗炸弹怎么能毁掉一座城市呢？真是太不可思议了。于是，有人想到那或许就是原子弹，已有传闻说美国正在研制一种威力强大的新式炸弹，看来这种说法并非无稽之谈。
8月7日上午9时，一位日本军官敲响了西名吉尾教授实验室的门。西名在20年代曾在丹麦原子物理学家玻尔的指导下工作过，他回到日本之后曾建立了一个原子物理学派，是这一领域无可争议的权威。在接到军方的紧急通知后，西名来到劫后的广岛，参加一个调查委员会的工作。
一位在场的军官指着自己半个烧伤的脸说：“炸弹爆炸时，向四面八方射出强烈的闪光，就像太阳落下来一样。接着听见山崩地裂般的震天巨响。
再下去就像刮龙卷风一样，所有的房屋都被推倒了。可怕的是，所有露出在外的东西，一刹那间都被那强烈的闪光烧坏了。
我的左脸正好对着那道闪光，当时就感到开水烫在脸上似的剧痛……”
西名看一位受伤的妇女，爆炸时身穿白底黑格子浴衣，背朝爆炸中心，结果，在她背上黑格子下面的皮肤都烫焦了，只有白底下的那部分还有些皮肤，整个背部就像被一块巨大的方格烙铁烫过一样。
西名来到距爆炸中心约200米的地方，捡起一些碎瓦片。量了量它们表面被烧熔的那一薄层的厚度，约在0.1毫米左右。他立即估算出这个地方的温度大约在一千多度，也就是说，爆炸中心的温度应当高达上万度。毫无疑问，毁灭广岛的确是原子弹。只有原子弹爆炸时释放的能量，才能造成如此巨大的破坏。
参与调查的日军参谋本部河边副总参谋长问西名：“你能否提出一个防御新式炸弹的有效方案。”“你们把出现在日本上空的每一架飞机都击落下来就可以了。”学者只能这样回答。
8月9日破晓前，装载有原子弹“胖子”的B-29轰炸机仍在两架观察机的陪同下，从提尼安岛空军基地起飞，“胖子”长3.25米、直径1.52米、重4.5吨，核装料为8千克钚-239，TNT当量约2.2万吨。这次的目标是小仓，可在飞抵小仓上空时，发现根据天气情况目视轰炸不可能进行。于是朝第二目标长崎飞去，飞到长崎时最初发现云雾很重，但后来在云雾中发现了一个窟窿，获得了目视轰炸的机会，从而在长崎演出了广岛之后的又一幕悲剧。
一个月之后，两个遭受原子弹轰炸的城市的伤亡数统计出来了：广岛死伤306545人，长崎死伤138905人！这可说是能源史上最大的悲剧了——人类开发了核能，又利用核能来杀死自己的同类。能源啊能源，什么时候你才能只为人类创造更美好的生活，而不被用于战争杀戮呢？
原子核能的和平利用
1992年11月8日，日本货轮“拂晓丸”离开了法国瑟堡军港码头，缓缓驶向风浪莫测的大西洋深处。伴随在它身边的是一艘武装巡逻艇，上面配备有高射机枪及两驾直升机。此外，美国的军用卫星对它的航行过程进行同步跟踪，并不时向各地的美国军事基地发出讯号，报告“拂晓丸”的方位。
与此同时，大西洋、太平洋一些沿岸国家，对这艘拒不透露确切航线的货轮未来的行踪深表关注。巴拿马禁止它通过巴拿马运河，马来西亚不准它经过马六甲海峡，智利、南非、印尼、澳大利亚、新西兰命令它远离本国海域……
原来，“拂晓丸”在瑟堡装上了1.5吨具有强烈放射性的钚。这是迄今为止世界上最大的一次放射性物质运输行动。这批钚运回日本后将被用作新一代核反应堆的动力。
大家知道，小小的原子核能释放出无与伦比的巨大能量，核能的威力我们早从原子弹在广岛、长崎的爆炸中就已领教过了。很自然地，第二次世界大战结束之后，一些国家积极开展了原子核能的和平利用。
战后核能的和平利用，主要是在发电上。核能发电的原理，同普通火力发电一样，都是利用热产生蒸汽，再由蒸汽轮机带动发电机旋转，发出电来。
所不同只是把锅炉换成“原子炉”，把煤炭或石油换成核燃料，利用核裂变产生热。要将核能转变成电能，关键在于核反应堆，它实际上就是使核裂变的链式反应可以持续进行并为人们控制的一种装置，也就是核发电厂的“原子锅炉”。
1954年6月27日，在莫斯科附近的奥布宁斯克原子能发电站投入运行，标志着人类和平利用核能时代的到来。
奥布宁斯克核电站采用的是热中子反应堆（简称热堆）。这类反应堆是依靠速度大为减慢了的，而又处在热运动情况下的中子轰击铀235原子核，使其发生链式的裂变反应的。热堆的技术比较成熟，现在世界上的几百座核电站大都采用这种反应堆。我国已在1991年底建成发电的第一座核电站——秦山核电站，采用的也是热堆。
在热堆的炉膛里燃烧的铀燃料，其中只含有百分之几的铀235，而剩余的百分之九十几是铀238。这种铀238就像煤矸石一样，是不能燃烧的“废料”。
这么多剩余的铀238越积越多，最后成了沉重的负担。目前世界各国的核燃料库房里堆放的铀238达几十万吨，仅美国就积存了20多万吨。这些既无法利用，又不能丢弃的“废料”可使人伤透了脑筋。
有没有在燃烧过程中不产生“废料”的核技术呢？有。它就是快中子增殖反应堆（简称快堆）技术。在快堆炉膛里烧的燃料是钚239，也有铀235，它燃烧后变成钚239。钚239有个奇特的本领，就是每烧掉一个钚239原子，便能新生出1.4个钚239原子。也就是说，快堆运转后经过一段时间，就可以提取出比投进去的还要多的钚239。
40年来，美、法、苏、日等国都花费大量人力物力来建造快堆核电站。
其中以法国步伐最快。1973年，法国建成了25万千瓦的“凤凰”快堆，至今运行良好。1984年，法国又建成了120万千瓦的“超凤凰”快堆，由于它的外形像个拱顶的教堂，有人戏谑地称之它为“核教堂”。日本对快堆的热情也很高，“拂晓剂”装载的钚燃料正是供快堆使用的。
由于快堆在技术上要比热堆复杂得多，所以仅凭目前人们掌握的技术，要建造容量大的快堆是有一定困难的。估计本世纪，快堆的技术将趋于成熟，人们满怀希望地将它称为“明天的核电站锅炉”。
世界核电工业自上世纪60年代后期进入了快速发展阶段。1970年，核电还只占世界发电总量的1.5％。至80年代末猛增到17％。至1990年底，世界核电反应堆有432座，总装机容量为32600万千瓦。有些国家的核发电占发电总量的比例很高，如匈牙利、比利时分别为51％和60％，法国竟达75％。
科学界对核能发电推崇备至。一是燃料轻便，利于运输。拿我国华东地区来讲吧，目前有58％的火车车皮用来装煤。1座100万千瓦的火电站，每天要燃煤1万吨，而同样发电量的核电站每年仅需30多吨核燃料，不到一个车皮就可装走。二是它还是最干净的能源。它既不产生烟尘，又不产生废气。
人们担心的放射性问题实际上并不存在，一般人从大自然中每年至少要接受大约100毫雷姆的辐射剂量，而核电站周围居民，从核电站接受的放射性剂量每人每年仅1～2毫雷姆，对人体不存在什么危害。尽管如此，核电站在人们心目中的形象，却是不怎么美好的。
1979年3月28日，美国的三里岛核电站，由于操作失误和设备失灵发生了严重的事故。但是由于核反应堆的停堆系统、应急冷却系统和安全保护壳等安全措施发挥了作用，并没有对环境和居民造成危害和伤亡。这恰恰说明了，现代科技有能力防止核事故的发生。
1986年4月26日，前苏联切尔诺贝利核电站发生了严重的爆炸事故，致使厂房破坏，巨量的放射性物质随着气浪抛向天空，向周围扩散蔓延，附近的居民受到核辐射的伤害，有237人伤势严重，28人很快死亡，24人严重残废。这使它成为当代能源史上的重大事件。