核分裂の発見
核分裂の発見(かくぶんれつのはっけん)は1938年12月に化学者オットー・ハーンとフリッツ・シュトラスマン、および物理学者リーゼ・マイトナーとオットー・ロベルト・フリッシュらによってなされた。核分裂とは、ある原子核がそれより軽い複数の原子核に分割され、場合によってその他の粒子も発生するような核反応もしくは放射性崩壊をいう。この過程では多くの場合ガンマ線が発生し、放射性崩壊の基準で言っても莫大な量のエネルギーが生み出される。当時の科学者はすでにアルファ崩壊やベータ崩壊について知っていたが、核分裂のように原子番号が大きく変わる過程は想定外の発見だった。また核分裂は連鎖反応が可能であることから原子力発電や核兵器の発展につながったため非常に重要な意味を持っていた。
1938年、ベルリンのカイザー・ヴィルヘルム化学研究所(英語版)に所属していたハーンとシュトラスマンは、遅い中性子を照射されたウランから大幅に軽い元素であるバリウムが生成したことを見出した。ハーンはウラン原子核が複数の小さい原子核に分かれた可能性に気づいたが、物理学的な根拠を見つけられなかった。二人はこの発見を、元同僚で数か月前にナチス・ドイツを逃れてスウェーデンに移住していたマイトナーに手紙で知らせた。マイトナーは甥のフリッシュとともにウラン原子核の分裂についての理論を立て、崩壊一つあたり放出されるエネルギーを約200メガ電子ボルトと計算した。フリッシュは実験によってこれを証明した。結果は『ネイチャー』誌で発表され、この過程はフリッシュによって生物の細胞分裂にたとえて「核分裂」と名付けられた。ハーンはこの発見により1944年のノーベル化学賞を単独で受賞した。
ハーンは召集されてドイツ陸軍に入隊し、マイトナーはオーストリア陸軍病院の放射線看護師に志願した。1916年にマイトナーはカイザー・ウィルヘルム研究所に復帰したが、このころにはハーン以外にもほとんどの学生、研究室助手や技師が召集されていた。ハーンが休暇で帰郷したときに短期間手伝うのを除けば、何もかもマイトナーが一人でやらなければならなかった。1917年12月までに物質の分離が成功し、さらなる研究によって求めていた同位体であることが確かめられた。マイトナーはこの発見を1918年3月に投稿した。
この元素を最初に発見したのはファヤンスとゲーリングだが、元素を代表する同位体は最も長寿命で存在比の高いものでなければならない慣習があり、ブレヴィウムは不適格と思われた。マイトナーは元素にプロトアクチニウムの名と元素記号Paを与え、ファヤンスも同意した。1918年6月、ソディとジョン・クランストン(英語版)は自分たちも同じ同位体を抽出していたと発表したが、マイトナーのように性質を突き止めるには至っていなかった。ソディらもマイトナーの先取権を認め、命名を受け入れた。既知のウラン同位体の崩壊系列にプロトアクチニウムは含まれなかったため、ウランと新元素とのつながりは謎のまま残された。この謎は1929年にウラン235が発見されたことで解消した。