Bir nükleer reaksiyon, atomların ve atom altı parçacıkların çekirdeğini birleştirmeye ve değiştirmeye yol açan bir prosedürdür. Bu işlem sınıfı sayesinde, çekirdekler her bir duruma göre parçacıkları ve enerjiyi birleştirebilir ya da parçalayabilir, emebilir ya da serbest bırakabilir.

Bir nötron bir atomun parçalanmasına neden olduğu için bir nükleer reaksiyon zamanla uzarsa ve bu birçok nötronun serbest bırakılmasına ve yeni fisyonlara neden olmasına neden olur, nükleer zincir reaksiyonundan söz ediyoruz. Bu tip reaksiyonun gerçekleştirilmesi için temel şart, fisyonda yayılan nötronlardan en az birinin, başka bir fisyon üretme niteliğine sahip olmasıdır.

Nükleer zincir reaksiyonunun tarihi, 1933 yılına kadar uzanır ve aslen Macaristan'dan bir bilim adamı olan Leó Szilárd terimi bir yıl sonra basit bir nükleer reaktör kavramını patentledi. Nükleer reaktörlerin inşa edilmesine hizmet eden bir başka fikir, Sovyetler Birliği'nden fizikçi Semyonov'un öne sürdüğü teoriydi ve aynı zamanda gaz karışımı yakma kullanan birden fazla teknolojiye dayanan toplam zincir kimyasal reaksiyonu idi .

İlk anlayıştan üç yıl sonra Szilárd, iki kimyasal element olan indiyum ve berilyum kullanarak zincirleme reaksiyonu denemede başarısız oldu. Sadece 30'ların sonunda, Enrico Fermi'nin (İtalyan kökenli bir fizikçi) yardımıyla bir dizi nötronla uranyum bombardımanı yaparak çekirdeklerinde fisyon meydana geldiğinden çok sayıda yan ürün elde etmenin mümkün olduğunu keşfetti. Bu bulgudan sonra, ilgili gösteriyi yaptılar.

Szilárd ve Fermi'nin keşfedilmesinin, alkışlanan Albert Einstein'ın, Nazi Almanyası'nın muhtemelen bir atom bombası inşa ettiği konusunda uyarmak için mektupla Cumhurbaşkanı Roosevelt'le bağlantı kurmasına yol açtığını belirtmekte fayda var.

İlk kendini sürdüren nükleer reaksiyon, 1942 sonunda Chicago Üniversitesi'nde Chicago Pile-1 adını verdiği Fermi'nin yarattığı reaktörde gerçekleşti . Soruşturmanın kod adı Manhattan Projesi burada yapıldı. Amerika Birleşik Devletleri, Kanada ve İngiltere’nin, İkinci Dünya Savaşı’nda Almanların önündeki ilk atom bombasını geliştirmek amacıyla gerçekleştirildiğini.