发现重水，即含有氘的水。1932年，在卢瑟福的核嬗变实验基础上，澳大利亚核物理学家马克·奥利芬特完成了氢同位素的实验室聚变。在1934年，马克·奥利芬特发明利用电磁分离法从天然铀中提炼铀-235，这也是美国物理学家採用的提炼程序。欧内斯特·卢瑟福、马克·奥利芬特和则在同年首次制备出氚。1936年，杰西·韦克菲尔德·比姆斯（Jesse Wakefield Beams）和F. B. Haynes使用弗朗西斯·阿斯顿的离心机分离法成功分离了氯的同位素。1938年12月，德国化学家弗里茨·施特拉斯曼和奥托·哈恩