自從貝克勒爾發現了放射性現象，居裏夫婦提煉出具有放射性的新元素鐳和釙，盧瑟福的原子行星模型誕生後，科學界便把目光集中到了原子核的結構上。
1930年，貝克勒爾和德國物理學家玻特，用放射性元素釙發出的α粒子轟擊鈹片時，發現從鈹片裏產生一種穿透力非常強的射線，兩年後，居裏夫人的女兒和女婿用這種射線的粒子轟擊石蠟時，竟然打出能量很高的質子來。不過，這一現象未能引起他們的深刻注意，他們從經驗出發，誤認為這種“鈹射線”是一種能量極高的γ射線，因而錯過了一次重大發現的良機。
盧瑟福的學生，英國科學家查德威克捕捉了這一良機，對這種現象做了進一步的研究。他發現，這種射線的粒子的質量和質子非常接近，是一種不帶電的中性粒子，於是命名為“中子”。中子就這樣被一位年輕的學者發現了。它使人們確認了原子核是由質子和中子構成的，對原子結構的探索又深入了一步。
中子被發現以後，科學家們就利用它去轟擊各種元素的原子核，來研究原子核破裂時的反應。但命中率太低，多少次實驗毫無結果，以致被譽為“原子物理之父”的盧瑟福失去信心地斷言：人類任何時候也休想利用原子能！
1934年春，意大利物理學家費米用中子去轟擊鈾原子核，發現鈾被強烈地激活了，並產生出許多種元素。由於當時缺乏有效的手段，所以難以對這些元素進行精確的分離和分析。4年後，德國化學家哈恩和奧地利的邁特納，用化學方法分離和檢驗核反應的產物，初步確認，鈾核在中子的轟擊下，分裂成大致相等的兩半，而且計算出一個鈾核裂變時會釋放2億電子伏特的能量！
與此同時，居裏夫人的女兒和費米等人，在各自的實驗中，幾乎同時得到了肯定的答案。他們發現，核裂變時除去產生兩個裂變原子核並釋放出能量外，還會產生出兩三個新的中子，新產生的中子又去轟擊鈾核，還會產生出更多的“中子炮彈”來。於是就會發生一連串的反應。這種按幾何級數陡然增加的中子，可以使鈾核在極短的時間內全部分裂，同時放出巨大的能量。如果製成炸藥，1公斤鈾核裂變放出的能量，相當於2萬噸TNT炸藥的爆炸力！
這種“鏈式反應”的發現，為人類利用核能打開了迷宮的大門，使人類找到了巨大的能源。
那麼，原子核裏為什麼能有如此巨大的能量呢？科學家們認為，直徑僅為原子直徑十萬分之一的原子核裏，擁擠著許多帶正電的質子和不帶電的中子，它們能排除互相排斥的靜電力而共聚一堂，必然還存在著強大的吸引力，科學家稱這種吸引力為核力。一旦原子核發生裂變，核力就會被釋放出來。但是核力究竟有多大？這個問題由著名科學家愛因斯坦提出的質量和能量的關係式後給出了較圓滿的答案。
愛因斯坦認為，質量和能量都是物質存在的形式，兩者之間的關係式為：
E=mc2
關係式中，E是能量，m是質量，c是光速。按照這個公式，任何一克物質都具有相當於2500萬千瓦·小時的電能。原子中原子核的質量稍稍小於它所含的質子和中子的質量總數，這個微小的差別用愛因斯坦的公式計算，也是一個十分巨大的能量，由此可以知道原子核裏有著驚人能量的道理了。
目前，使原子核內的能量釋放出來，主要有兩種方法：一種是將較重的原子核打碎，產生核裂變反應。目前的核電站、原子彈就是采用這種反應的結果。另一種是把兩個較輕的原子，聚合成一個較重的原子核，同時放出巨大的能量，這種反應叫核聚變反應，氫彈爆炸就屬於這種反應。
人們利用核能，首先是從核裂變反應開始的，中子就是引發核裂變的炮彈。如果說核能是人類的又一能源寶庫，那麼中子就是打開這座寶庫的鑰匙。