شکافت هسته‌ای فرآیندی است که در آن هسته یک اتم به قطعات کوچک‌تر تقسیم می‌شود که در دسامبر ۱۹۳۸ در انستیتو شیمی Kaiser Wilhelm در برلین کشف و در ژانویه ۱۹۳۹ در استکهلم اثبات شد. این فرآیند مقادیر زیادی انرژی آزاد می‌کند و مکانیسم‌های فیزیکی و شیمیایی آن اساس قدرت انفجاری سلاح‌های هسته‌ای و آزادسازی کنترل‌شده انرژی در رآکتورهای هسته‌ای می‌باشد. همانطور که می‌دانیم، شکافت هسته‌ای می‌تواند به وسیله یک واکنش هسته‌ای از خارج القا شود یا به طور طبیعی بخشی از فرآیند فروپاشی رادیواکتیو باشد.
Otto Hahn شیمیدان المانی که به عنوان پدرخوانده شکافت هسته‌ای نیز شناخته می‌شود، این فرآیند را در سال ۱۹۳۸ کشف و در سال ۱۹۳۹ مشاهداتش را چاپ کرد. سپس در سال ۱۹۴۴ به پاس کشف شکافت هسته‌های سنگین برنده جایزه نوبل شیمی شد.
با این حال، او به تنهایی کار نمی‌کرد. یکی از همکاران اصلی او، که با وجود تقدیر نوبل از او غفلت می‌شود، Lise Meitner نام داشت. این دو یکدیگر را در برلین ملاقات کردند، جایی که در آن Meitner وینی‌الاصل اولین زنی بود که زیر نظر Max Planck مطالعه می‌کرد. او و Hahn بیش از ۲۰ سال در انستیتو Kaiser Wilhelm کار می‌کردند، جایی که بعدها اسمش به انستیتو Max Planck تغییر کرد. در حقیقت Meitner در سال ۱۹۲۶ قبل از اینکه اولین استاد تمام فیزیک زن در آلمان بشود، به عنوان مهمان در تیم تحقیقاتی Hahn کار می‌کرد. اما بعد از مدت‌ها در دوران آلمان هیتلری به دلیل داشتن رگه یهودی مجبور شد که در سال ۱۹۳۸ به سوئد مهاجرت کند.
تیم تحقیقاتی شکافت هسته‌ای متشکل از Otto Robert Frisch ، برادرزاده Lise Meitner و Fritz Strassmann دانشجوی سابق و همکار آینده Hahn بود.
مطالعه آن‌ها بر اساس یافته‌های Enrico Fermi فیزیکدان ایتالیایی بود که با وجود اینکه تنها ۳۷ سال داشت، توانسته‌بود به پاس مطالعاتش در زمینه رادیواکتیویته القایی در سال ۱۹۳۸ برنده نوبل فیزیک شود. Fermi از این مراسم اهدای جایزه استفاده کرد و به ایالات متحده مهاجرت کرد، که بعدا در پروژه منهتن شرکت کرد که در آخر منجر به ساخت اولین بمب اتمی شد.
Hahn و Strassmann اورانیوم را با نوترون‌ها بمباران می‌کردند و از نتایج حاصل از آن بسیار شگفت‌زده بودند. در آن زمان اورانیوم سنگین‌ترین عنصر شناخته شده‌بود و دانشمندان انتظار داشتند که با بمباران نوترونی اورانیوم به عنصر سنگین‌تری به نام Transuranium دست بیابند. با این حال، ذرات حاصله سبک‌تر از اورانیوم بودند که تعجب Hahn و Starssmann را برانگیخت. در ۱۷ دسامبر ۱۹۳۸ این دو در نهایت توانستند که عنصر حاصل را شناسایی کنند که نه یک Transuranium بلکه یک Barium بود، عنصری که تنها نصف اندازه اورانیم را داشت. Hahn و Starssmann در حالیکه هنوز از نتایج سردرگم بودند، نتایجی را که به دست آورده بودند، به Meitner فرستادند و از او پرسیدند که آیا توضیحی برای این پدیده دارد یا نه.
همزمان با این که این دو نامه را به Meitner فرستادند، یافته‌های خود را به صورت یک مقاله در ژورنالDie Naturwissenschaften چاپ کردند که در ژانویه ۱۹۳۹ چاپ شد.
Meitner و Frisch به دلیل مکاتبات گسترده‌ای که با Hahn داشتند، تصمیم گرفتند که تا توضیحی را برای پدیده‌ای که همکاران المانی‌شان کشف کرده‌بودند، ارائه بدهند که در کریسمس ۱۹۳۸ تئوری را در این باره ساختند و تصمیم گرفتند تا در ازمایشگاه آن را تست کنند. رویکرد آن‌ها بر مبنای تئوری هسته قطره‌ای شکل بود. این مدل بیان می‌کند که هسته یک اتم چون نیروی جاذبه میان پروتون‌ها و نوترون‌ها قوی‌تر از نیروی دافعه میان پروتون‌ها است، پایدار می‌باشد. اما عناصر هر چقدر که سنگین‌تر که می‌شوند، تعادل قوا میان آن‌ها ضعیف‌تر می‌شود. بنابراین، اگر یک عنصر سنگین مانند اورانیوم توسط نوترون‌ها بمباران شود و یکی از ان‌ها بتواند وارد هسته شود، تعادل شکننده مذکور از بین خواهد رفت و هسته از هم فروخواهد پاشید. با توجه به این توضیحات، اورانیم باید به دو هسته اتم پرانرژی فروبپاشد. این هسته‌های پرانرژی در می‌توانند هوای اطراف خود را یونیزه کنند، این یونیزاسیون همانی بود که توسط Meitner و Frisch اثبات شد. آن‌ها توضیح جنبه فیزیکی شکافت هسته‌ای اورانیوم را در ۱۱ فوریه ۱۹۳۹ در Nature چاپ کردند. در مارس همان سال، Meitner و Frisch مقاله‌ای دیگر را در مورد هسته‌های عناصر تولیدشده حین شکافت هسته اورانیوم را منتشر کردند. با این حال، در حالیکه مطالعات ان‌ها در جهت درک و توضیح پدیده‌هایی که Hahn و Starssmann مشاهده کرده‌بودند، ضروری بود، هیچکدام سهمی از جایزه نوبل فیزیکی که Hahn دریافت کرده‌بود، نداشتند.
