通過對於原子序數為43號、61號、85號和87號元素的放射性同位素的製備和鑒定的研究，首次完成了含有92種元素的完整的周期表體係。從原子序數Z為1的最輕元素——氫至原子序數Z為92的最重的天然放射性元素——鈾的範圍內，似乎再也沒有剩下留待發現的新元素了。
在一些早期的周期表體係分類裏就已認為可能存在超出鈾的元素，並為它們設置了位置。盡管對天然元素進行了很多搜索，在某些方麵的鑒定也取得了成功，現在可以確定，在鈾的原生礦物中除了有極小量超鈾元素形成外，不會再有可觀量存在於地球上。這是因為它們之中壽命最長的同位素的半衰期與地球的年齡相比都顯得太短了。
唯一的例外是。該同位素有相當長的壽命（T_1/2=8.3×10^7a），盡管它在原始時期已經產生，到今天幾乎也已消失殆盡，因為地球的年齡估計約為4.5×10^9a，大概等於的60個半衰期。1971年當時在洛斯·阿拉莫斯實驗室工作的達玲·霍夫曼從氟碳鈰鑭礦中檢測出10^7個原子，按每克物質含10^-26克該原子估算，整個地球上也僅含有數千克的。這表明超鈾元素隻是在元素合成時期形成的。
隨著人們對於原子核和核轉變了解的增加，特別是隨著中子和人工放射性的發現，越來越清楚地表明，鈾後元素大致都是有放射性的，並具有較短的半衰期，而且必定是采用人工方法才能生產。
1934年費米等人用中子轟擊鈾得到了一係列β粒子發射的放射性核素。他們誤認為半衰期為13分鍾的放射性元素為93號元素。
不久以後，愛達·諾達克在她的“關於93元素”一文中指出：“當用中子轟擊重核後，可以想象核破裂成為若幹大的碎片，它們可能是已知元素的同位素，而不可能是被照射元素的鄰居。”
然而，愛達·諾達克的論文當時並未被人們理解。很清楚這是發現裂變的一個竅門，她要比德國的放射化學家哈恩和斯特拉斯曼工作超前約5年左右。為什麼她的意見會被忽略呢？
因為當時對於其他人來說，在核物理發展的進程中，“裂變”概念的提出是難以想象的，甚至是荒謬的。雖然她是錸的共同發明者而受人尊重，但是她的43號元素的“發現”，使她聲譽下降。令人感興趣的是，如果當時她的建議能被認真采納的話，可以預測一下將會發生什麼樣的情況呢？
在以後的幾年內，哈恩、梅特納和斯特拉斯曼的實驗看來似乎是確認了費米的解釋。在1935～1938年他們出版的一係列文章裏有一篇典型的文章，報道了16分鍾的_93Eka——Re^237，2.2分鍾的_93Eka—Re^239、12小時的_94Eka—Os^237，59分鍾的_94Eka—Os^239，3天的_95Eka—Ir^239和12小時的_96Eka—Pt^239。當時“超鈾元素”成為很多實驗室工作和討論的主題。在以後的幾年內梅特納成了超鈾元素的主要代言人，要她放棄他們的觀點是非常困難的。
1938年秋，伊倫·居裏和南斯拉夫人薩維奇在巴黎工作時也幾乎發現了裂變。他們用快中子或慢中子轟擊鈾時發現了一種半衰期為3.5小時的產物，似乎具有稀土的化學性質，他們並未給出這一驚奇發現的解釋或者通過另一些實驗加以追蹤。應該指出的是，甚至在這個領域裏的專家——哈恩小組對這一驚奇的結果也表示懷疑。
1939年初研究終於有了突破。哈恩和斯特拉斯曼根據1938年12月進行的工作，並得到梅特納的翻譯幫助，敘述了用中子轟擊鈾的結果，觀察到了Ba、La和Ce等同位素的產生。
這一驚人的發現公布以後，梅特納和她的外甥弗裏希立即對實驗結果做出了正確的解釋，他們根據玻爾的液滴模型提出了鈾核發生了“裂變”的概念。他們的文章於1939年1月16日送交英國的《自然》雜誌，2月18日即被發表。
文章中說：“鈾核具有很小的穩定性，因此它完全可能在俘獲1個中子以後分裂成差不多大小的兩個核……這兩個核將相互排斥。根據這些核的尺寸和電荷值進行的計算表明，它們的總的動能約等於200MeV。”
後來的工作表明，先前歸結為超鈾元素的放射性同位素實際上均為鈾的裂變產物。自那時以來，已鑒定了上百種裂變產物。
93號元素鎿（Np）
第一個超鈾元素的發現實際上是在進行核裂變過程研究的部分實驗時發生的。
1939年春天，在位於伯克利城的加利福尼亞大學工作的麥克米倫試圖對中子誘發鈾裂變產生的兩個反衝碎片的能量進行測量。他將薄層鈾的氧化物放在一張紙上，靠近這張紙，他碼放了很薄的幾張香煙錫紙，以阻止和收集鈾的裂變碎片。在研究過程中，他發現其中一種產物的放射性行為與另一種有明顯差別。這種半衰期大約為2天的放射性，不能用反衝方法像其他高能裂變產物那樣，從薄層鈾中逃逸出來。
隨著1940年春天的到來，麥克米倫開始斷定這種產物是由存在於自然界中很豐富的鈾同位素俘獲中子後形成的。具有2.3天半衰期的放射性不是一種稀土裂變產物，而可能是具有23分鍾半衰期的的子體，是93號元素的同位素，其質量數應為239。
阿伯爾森在同年參加了麥克米倫的研究工作。他們用化學手段分離並鑒定了按以下順序形成的93元素的同位素產物^（239）93：
實驗結果表明，93號元素的化學性質相似於鈾，而不像當年周期表所預言的那樣，相似於錸，這是第一次明確地證明一個內電子殼層，即5f殼層被超鈾元素區填充。這種填充的結果，猶如稀土元素那樣，是外層電子主要地決定了元素的化學行為，從而形成了一係列化學性質相似的元素。
93號元素被發現者命名為Neptunium（中文名為鎿），化學符號為Np，這是第一個由人工合成的超鈾元素。在太陽係裏，海王星是天王星外麵的第一顆行星，而鈾已用天王星命名，故鎿以海王星來命名再合適不過。
鎿的發現突破了經典元素周期係的界限，為鈾後元素的發現開辟了道路，也為近代元素周期係的建立和錒係元素的出現奠定了基礎。
宏觀的可稱量的鎿的首次分離直到1944年才得以實現。二戰時期在芝加哥冶金實驗室工作的馬格努遜和拉查派爾從反應堆內照射的鈾中分離出長壽命的總共分離了大約10μg的氧化鎿。
至今已發現了17種鎿的同位素和3種同質異能素。壽命最長的同位素為^237Np（T1/2=2.14×10^6a）。
鈈元素的發現
就在發現93號元素鎿的時候，麥克米倫便認為，可能還有一種新的超鈾元素跟鎿混在一起。
不出所料，沒隔多久，美國化學家西博格、沃爾和肯尼迪又在鈾礦石中，發現了94號元素。他們把這一新元素命名為“鈈”，希臘文的原意為“冥王星”。這是因為鎿的希臘文原意是“海王星”，而冥王星是在海王星的外麵，是太陽係中離太陽最遠的一個行星。
最初，西博格等隻製得極微量的鈈，總重量還不到一根頭發重量的千分之一。這樣稀少的元素，在當時並沒有引起人們的注意，人們隻是把它看作一種新元素罷了，誰也沒去研究它可以派什麼用場。
後來，當人們發明了原子彈之後，鈈即一下子青雲直上，成了原子舞台上的“明星”！
這是怎麼回事呢？
原來，原子彈中的主角是鈾。在大自然中，鈾有兩種不同的同位素，一種叫“鈾235”，一種叫“鈾238”。在鈾235的原子核中，含有92個質子、143個中子，加起來是235個，所以叫“鈾235”；在鈾238的原子核中，含有92個質子、146個中子，加起來是238個，所以叫“鈾238”。鈾238跟鈾235的不同之處，在於它的原子核中多了3個中子。