表用中子轰击各种元素。从氢开始，一直轰击到氟才产生第一种放射性同位素。1934年5月，当他轰击到第92号元素——铀的时候，发现它被激活了，产生了一种自然界没有的新元素，即第93号元素，这种元素在地球上并不存在，因为它是不稳定的。…；
1934年10月22日，费米将装有放射性铍同位素（中子源）的银筒（银是轰击对象）放入石蜡中，发现的银同位素的人工诱导放射性提高了100倍。费米认为。中子穿过石蜡时候与石蜡中的质子（氢原子核）碰撞，失去一部分动能，使其速度减慢，这样，费米制造出了人工诱导放射性的一个重要诱发源——慢中子。
此时另外几位科学家在英国和德国进行着同样的工作。西拉德在英国的最初的试验对象是铍和铟。但是这两种金属在中子轰击下毫无结果，于是也转而研究自然界最重的几种元素——锕、钍、镤和铀。1936年。西拉德将链式反应的专利转给了英国海军部，随后在1938年移居美国，就职于哥伦比亚大学。
1938年年底，德国物理学家奥托？哈恩和斯特莱斯曼在柏林威廉皇帝物理研究院的实验室里用中子轰击钍232和铀238元素，获得了令人难以置信的成果：被慢中子轰击的钍和铀原子核发生裂变，从轰击后的铀粉残片中检测到了钡和氪的痕迹。由于这两种元素的质子数加起来正好等于铀的质子数（92），所以哈恩推测某些铀原子已经被中子轰裂为两部分。1939年1月6日和2月10日，哈恩在德国的《自然科学》杂志上公布了这一现象。
德国人可能将核裂变和链式反应用于军事的可怕前景令玻尔、迈特纳、费米等人忧心忡忡。费米曾寄希望于自持式链式反应只能在理论上实现，因为在实际情况中并不是所有裂变产生的中子都能轰击到铀原子的原子核，有许多会被吸收掉，而且裂变产生的中子速度太快，不能有效地用作轰击原子的子弹，除非能找到一种方法使它们慢下来。
这个复杂问题的挑战使得物理学家们立即行动起来，芝加哥伦比亚大学学、哥伦比亚大学、斯坦福大学都开始了这方面的研究工作，哥伦比亚大学比较有优势。因为它拥有回旋加速器和费米、西拉德这样的一流原子物理学家。费米于1939年1月25日哥伦比亚大学物理实验室所做的实验再次表明核裂变释放出巨大的能量。该年3月16日，哥伦比亚大学物理学教授佩格拉姆致信美国海军军械部部长胡珀上将，向军方坦率地阐明了核裂变的军事潜力。现在美国的科学家开始担心这样一个事实：德国意识到这个潜力了吗？
1939年夏天，德国突然宣布禁止出口波希米亚地区的沥青铀矿，流亡美国的欧洲物理学家认为这种做法只有一个可能：德国已经开始将铀用于军事目的。比起美国本土的科学家来，这些来自德国、意大利、匈牙利的流亡科学家懂得独裁国家的政治结构和运转机制，那里存在着把研究工作与军事应用连接起来的纽带，尤其是他们当中大多数人都曾亲身体会过，在德国，一切科学研究都可以被纳入战争的努力之中。这就是为什么罗斯福只能从爱因斯坦、费米、西拉德等人那里得到警告的原因。这些人懂得军事独裁和权力的集中。而大多数美国土生土长的科学家却从未找到走出学术象牙之塔的大门。
当年7月，西拉德、魏格纳这两位流亡匈牙利人去普林斯顿大学拜访了爱因斯坦，三人决定起草一封信给罗斯福，提醒他德国人有研制出原子炸弹的可能。并且由爱因斯坦这位在美国最声名卓著的科学家来署名。爱因斯坦仔细地阅读了这两张写得密密麻麻的打字机纸，最后评论道：“这将是人类历史