Jabarkan Penelitian fisi dari Uranium

Sebuah tim yang dipimpin oleh Enrico Fermi pada tahun 1934 mengamati bahwa pembombardiran uranium dengan neutron akan menghasilkan pancaran sinar beta (elektron atau positron dari unsur yang dihasilkan; lihat partikel beta). Produk fisi pada awalnya disalahartikan sebagai unsur baru dengan nomor atom 93 dan 94, yang oleh Dekan Fakultas Roma, Orso Mario Corbino, masing-masing diberi nama ausonium dan hesperium. Eksperimen yang mengarah pada penemuan kemampuan uranium untuk memfisi (membelah) menjadi unsur yang lebih ringan dan melepaskan energi pengikatan dilakukan oleh Otto Hahn dan Fritz Strassmann di laboratorium milik Hahn di Berlin. Pada Februari 1939, Lise Meitner dan keponakannya, fisikawan Otto Robert Frisch, menerbitkan penjelasan fisika dan menamakan proses itu sebagai "fisi nuklir". Segera setelah itu, Fermi berhipotesis bahwa fisi uranium mungkin melepaskan cukup banyak neutron untuk mempertahankan reaksi fisi. Konfirmasi hipotesis ini datang pada tahun 1939, dan penelitian selanjutnya menemukan bahwa rata-rata sekitar 2,5 neutron dilepaskan oleh setiap fisi isotop uranium-235 yang langka. Fermi mendesak Alfred O. C. Nier untuk memisahkan isotop uranium untuk penentuan komponen fisil, dan pada 29 Februari 1940, Nier menggunakan instrumen yang dibuatnya di Universitas Minnesota untuk memisahkan sampel uranium-235 pertama di dunia di Laboratorium Tate. Setelah dikirimkan ke siklotron Universitas Columbia, John Dunning memastikan bahwa sampel tersebut adalah bahan fisil yang diisolasi pada 1 Maret. Pekerjaan lebih lanjut menemukan bahwa isotop uranium-238 yang jauh lebih umum dapat ditransmutasikan menjadi plutonium, yang, seperti uranium-235, juga dapat difisi oleh neutron termal. Penemuan ini menyebabkan banyak negara mulai mengerjakan pengembangan senjata nuklir dan tenaga nuklir. Meskipun fisi telah ditemukan di Jerman, Uranverein ("klub uranium") proyek masa perang Jerman untuk meneliti tenaga nuklir dan/atau senjata terhambat oleh sumber daya yang terbatas, pertikaian, pengasingan atau tidak terlibatnya beberapa ilmuwan terkemuka di lapangan dan beberapa kesalahan krusial seperti gagal memperhitungkan ketidakmurnian dalam sampel grafit yang tersedia yang membuatnya tampak kurang cocok sebagai moderator neutron daripada kenyataannya. Upaya Jerman untuk membangun reaktor air berat/uranium alami belum mencapai titik kritis pada saat Amerika mencapai Haigerloch, tempat percobaan reaktor perang terakhir Jerman.

Pada tanggal 2 Desember 1942, sebagai bagian dari Proyek Manhattan, tim lain yang dipimpin oleh Enrico Fermi dapat memulai reaksi rantai nuklir swadaya buatan pertama, Chicago Pile-1. Rencana awal menggunakan uranium-235 yang diperkaya ditinggalkan karena ia belum tersedia dalam jumlah yang cukup. Bekerja di laboratorium di bawah Lapangan Stagg di Universitas Chicago, tim itu menciptakan kondisi yang diperlukan untuk reaksi semacam itu dengan menumpuk bersama 360 ton grafit, 53 ton uranium oksida, dan 5,5 ton logam uranium, yang mayoritas dipasok oleh Pabrik Lampu Westinghouse dalam proses produksi darurat.