Разработка атомного оружия начиналась в Германии. Немецкие физики в предвоенные и военные годы достигли значительных результатов в теории создания сверхбомбы. Но в Германии в то время еще не было делящихся материалов, а дальнейшее развитие событий не позволило создать их производство. Многие ученые Европы (в том числе и Германии), занимавшиеся физикой атомного ядра, в 1930-х годах покинули свои страны, переселившись сначала в Англию, затем в Канаду и США. После начала войны в Европе Великобритания добровольно передала Соединенным Штатам все материалы, полученные в ходе работ по английскому ядерному проекту, и направила для работы в Лос-Аламос крупнейших физиков-ядерщиков.
В США для решения атомной проблемы были сосредоточены огромные ресурсы. Объединение усилий, вложение колоссальных средств, напряженная работа выдающихся специалистов принесли свои результаты. Первый в мире атомный заряд был успешно испытан 16 июля 1945 г. в пустыне Аламогордо (штат Нью-Мексико). Затем последовала атомная бомбардировка Японии. Всего через шесть лет после открытия ядерной реакции, в конце 1945 г., Президент США Трумэн заявил: «Хотим мы этого или не хотим, мы обязаны признать, что одержанная нами победа возложила на американский народ бремя ответственности за дальнейшее руководство миром... » В это же время премьер-министр Великобритании Эттли, говоря об итогах атомных бомбардировок Японии, предложил политикам учесть, «каковы будут последствия безграничного продолжительного применения этого ужасного оружия, которым располагает ныне человек для навязывания своих законов всему миру...». Это был ядерный вызов.
Уже в 1921 г. в СССР проводились исследования в области радиоактивности. В ноябре этого года были образованы три института: рентгенологический и радиологический под руководством профессора М.И. Неменова; знаменитый Ленинградский физико-технический (рентгенологический) институт во главе с А.Ф. Иоффе и Радиевый институт, возглавляемый В.И. Вернадским. На собрании, посвященном открытию новых научных учреждений, В.И. Вернадский сказал: «Мы подходим к великому перевороту в жизни человечества, с которым не может сравниться все им раньше пережитое. Недалеко время, когда человек получит в свои руки атомную энергию, такой источник, который даст ему возможность строить свою жизнь, как он захочет. Это может случиться в ближайшие годы, может случиться через столетие. Но ясно, что это должно быть. Сумеет ли человек воспользоваться этой силой, направив ее на добро, а не на самоуничтожение? Дорос ли он до умения использовать ту силу, которую неизбежно должна дать ему наука? Ученые не должны закрывать глаза на возможные последствия научной работы, научного прогресса.
Они должны себя чувствовать ответственными за последствия их открытий. Они должны связать свою работу с лучшей организацией всего человечества».
Российские ученые верили в возможность использования атомной энергии в мирных целях и с энтузиазмом трудились над решением мировых научных проблем. Их труд был самоотверженным и успешным. Еще 1 декабря 1921 г. В.Г. Хлопин и М.А. Пасвик получили первый препарат радия из руд тюямуюнских месторождений в Туркестане. А в 1927 г. были обнаружены новые месторождения урана тоже в Средней Азии. В стране создавались новые институты физического профиля, которые сразу подключались к решению вопросов ядерной физики. В 1931 г. в Ленинграде открылся Институт химической физики, его возглавил H.H. Семенов, будущий академик и нобелевский лауреат. Еще раньше, в 1928 г., начали работу Сибирский физико-технический институт в Томске, Уральский институт физики металлов в Свердловске и Украинский физико-технический институт в Харькове. В 1931 г. успешно повторен эксперимент Дж. Кокрофта и Э. Уолстона по трансмутации ядер лития.
Под руководством академика А.Ф. Иоффе, директора Физико-технического института в Ленинграде (ЛФТИ), успешно работали группы талантливых молодых ученых, которые занимались исследованием модели ядра, выдвигали гипотезы его строения и поведения элементарных частиц, разрабатывали теории сложных явлений, в том числе и цепных ядерных реакций, проводили уникальные эксперименты. Не оставалась без внимания даже внеземная, космическая тематика.
В 1932 г. по инициативе Вернадского началось строительство гигантского ускорителя частиц (циклотрона) в Ленинградском физико-техническом институте. Для выполнения научных работ по ядерно-физической тематике в ЛФТИ была создана специальная исследовательская группа, а к 1934 г. работы в области ядерной физики и атомного ядра велись уже в четырех отделах ЛФТИ (под руководством И.В. Курчатова, Л.И. Алиханова, Л.А. Арцимовича и Д.Б. Скобельцина). В Радиевом институте академиками В.И. Вернадским и В.Г. Хлопиным создавалась отечественная школа радиационной и аналитической химии.