Έκρηξη ατομικού πυρήνα
Ο ατομικός πυρήνας περιέχει μεγάλο αριθμό πρωτονίων και νετρονίων, τα οποία συνδέονται στενά μεταξύ τους. Αυτά τα σωματίδια έχουν ενέργεια και μπορούν να απελευθερωθούν από τον πυρήνα ως αποτέλεσμα πυρηνικών αντιδράσεων. Μια τέτοια αντίδραση είναι η πυρηνική σύντηξη, η οποία συμβαίνει όταν οι πυρήνες των ελαφρών στοιχείων συντήκονται μεταξύ τους. Σε μια τέτοια αντίδραση, δύο ή περισσότεροι ελαφρύτεροι πυρήνες συντήκονται σε έναν βαρύτερο πυρήνα, παράγοντας επιπλέον νετρόνια και ενέργεια. Επιπλέον, η πυρηνική σύντηξη μετατρέπει ελαφρά χημικά στοιχεία σε βαρύτερα, γεγονός που επιτρέπει στα αστέρια να μετατραπούν σε ήλιο και άλλα αστέρια.
Το 1939, οι Βρετανοί φυσικοί James Chadwick και James Frank απομόνωσαν την πυρηνική δομή. Ο Chadwick παρατήρησε ότι οι πυρηνικές ακτίνες, όταν χτυπηθούν σε φωτογραφικό φιλμ, αφήνουν ίχνη με τη μορφή κύκλων, όσο πιο φωτεινά τόσο πιο γρήγορα είναι τα σωματίδια που πέφτουν. Ο Frank ανακάλυψε ότι ο βομβαρδισμός με πυρηνικές ακτίνες αυξάνει τη ραδιενέργεια του δευτερίου (το δευτέριο είναι ένα ισότοπο υδρογόνου (ο πυρήνας του οποίου περιέχει δύο πρωτόνια), το οποίο, όταν συνδυάζεται με ένα ηλεκτρονικό αντινετρίνο, σχηματίζει τρίτιο. 3 He+I → μια σιωπηρή διαδικασία στο οποίο το 2ο ισότοπο του υδρογόνου (τρίτιο) σχηματίζεται στο υδρογόνο, και τα ηλεκτρόνια και τα ποζιτρόνια