19世紀末-20世紀初，物理學領域連續取得了令人矚目的發現和研究成果。電子、X射線、釙、鐳和鈾的天然放射性、狹義相對論及質量與能量關聯公式、量子力學和原子模型的發現和提出,開創了原子理論發展的新階段
原子結構模型
1932年2月
英國劍橋卡文迪許實驗室的査德威克發現了中子,德國的海森堡和蘇聯的伊萬寧科分別獨立發表了原子核由質子和中子組成的假設
査德威克
1934年
法國約里奧·居里夫婦(著名科學家居里夫人的女兒和女婿)用α粒子轟擊原子核發現人工放射性。意大利物理學家費米用中子轟擊能得到的所有元素，在短短几個月中就發現了60多種人工放射性核素。
約里奧·居里夫婦
1938年
12月18日，法國放射化學家奧托·哈恩、斯特拉斯曼和奧地利物理學家莉澤·邁特納，在集中研究中子轟擊鈾的各種產物的物理和化學性質時，發現了鈾原子核的裂變現象。
核裂變
奧托·哈恩
1939年3月
恩里科·費米與美國物理學家安德森發現，裂變中子每消耗一箇中子約產生兩個中子，揭示了實現鏈式反應在理論上是可能的。
恩里科·費米
鏈式反應
1939年
玻爾和他以前的學生惠勒在《物理評論》雜誌上發表了全面而經典的論文，預言慢中子能引起裂變的是鈾235而非鈾238。
玻爾
1939年-1940年
約里奧·居里、漢斯·馮·哈爾班和盧·科瓦爾斯基在法蘭西學院核化學試驗室實現了次臨界鏈式裂變反應。他們估計，如果採用不易吸收中子的材料(如重水)做中子慢化劑，就能用天然鈾實現超臨界鏈式反應。
漢斯·馮·哈爾班、約里奧·居里和科瓦爾斯基(從左到右)
1940年
庫爾恰托夫等蘇聯科學家確定鈾核每次裂變放出2~4箇中子，從而實現鏈式裂變反應的可能。
庫爾恰托夫
1942年
美國總統羅斯福批准規模龐大的“曼哈頓計劃”，直接動用大約60萬人，投入22億美元的鉅額資金。12月2日，首座反應堆建成，併成功進行了可控鈾235鏈式裂變反應試驗。
曼哈頓計劃核設施
1942年
恩里科·費米和美國科學家特勒在研製原子彈過程中推斷：原子彈爆炸提供的能量有可能激發大規模的輕核聚變反應，可以以此製造一種威力比原子彈更大的超級核彈—一氫彈。
核聚變原理
1945年7月16日清晨4時
第一顆原子彈在美國新墨西哥州阿拉莫戈爾多空軍基地試爆成功,爆炸當量約1.9萬噸。8月6日，一顆代號為“小男孩”的原子彈在日本廣島上空爆炸，當量1.5萬噸，炸死6.6萬人，炸傷6.9萬人，13平方公里的地域內大約2/3的建築物被毀。8月9日，另顆代號“胖子”的原子彈在日本長崎上空爆炸，當量2.1萬噸，炸死3.9萬人，炸傷2.5萬人，4.7平方公里的地域內大約40%的建築物被毀。
”小男孩“原子彈
1949年
8月29日,蘇聯成功試爆首顆原子彈，打破美國的核壟斷，成為世界上第二個有核國家。
1946年12月,蘇聯第一座石墨慢化反應堆在南烏拉爾啟動,實現了鈾的受控鏈式裂變反應。1948年秋,蘇聯第一座鈈生產反應堆投入使用，鈾238在反應堆中變成了鈈239。
1949年7月,蘇聯用鈈239作裝料,組裝了鈈彈PC-1——這就是隨後試爆成功的蘇聯第一顆原子彈
1952年
10月3日,英國核武器研製計劃在曾經參與過“曼哈頓計劃”的查德威克的領導下取得成功，在西澳大利亞蒙特貝洛島的水下試爆了一顆原子彈，成為第三個有核國家。
英國原子彈
1952年
11月1日，美國進行了世界上首次氫彈試驗，試驗代號為”邁克“。試驗裝置連同液氘冷卻系統重約65噸，不能作為武器使用。
1953年8月12日，蘇聯在塞米巴拉金斯克試驗場進行了熱核塔爆試驗，當年40萬噸。
1955年11月22日蘇聯完成了世界上首次空投氫彈爆炸試驗，當量約160萬噸。氫彈第一次具備了應用於實戰的能力。
1957年5月17日，英國也進行了首次氫彈試驗。
蘇聯的”超級核彈“
1960年2月13日，法國的核武器研製計6月計劃在約里奧·居里的領導下取得成功,在法屬西非撒哈拉沙漠的拉甘試驗場進行了首次原子彈試驗,爆炸當量約6萬噸，成為第四個有核國家。
1968年8月24日，法國又成功進行了氫彈近程試驗。
1964年
10月16日，中國成功試爆了第一顆原子彈，成為第五個擁有核武器的國家。中國的原子彈研製工作始於1960年春。1963年3月提出了首顆原子彈設計方案，1964年1月14日生產出了用作原子彈裝料的高富集鈾。
1964年6月6日，全尺寸爆轟模擬試驗成功，當量為萬噸級。這些工作為成功試爆原子彈奠定了基礎。
中國第一個原子彈爆炸
1966年10月27日，中國成功進行了裝有核彈頭的中近程導彈核武器試驗，射程894千米。
1966年12月28日，中國首次在核試驗場進行了核聚變塔爆原理性試驗
1967年6月17日中國成功進行了首次氫彈空中爆炸試驗,當量為百萬噸級。從第一顆原子彈到第一顆氫彈,中國只用了短短兩年零八個月的時間。
中國第一顆氫彈爆炸
1974年以後多個國家陸續進行核試驗,核武器擴散問題日益嚴重。
1974年印度進行了首次核試驗。
1979年9月22日，以色列與南非在靠近南非聯邦的南大西洋上空聯合進行了核試驗。
1998年5月，印度與巴基斯坦分別進行了一系列核試驗,其中印度5次,巴基斯坦6次。
2006年10月9日，朝鮮進行了一次地下核試驗。
1996年
9月10日，聯合國通過《全面禁止核試驗條約》，目前已有包括中國在內的177個國家簽署。該條約的宗旨和目標是：全面禁止核試驗爆炸及其它任何核爆炸，有效促進全面防止核武器擴散及核裁軍進程，從而增進國際和平與安全。
時任中國國務院副總理兼外交部長錢其琛在條約上簽字
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