أسس مشروع مانهاتن "مختبر المعادن" في جامعة شيكاغو لإجراء أبحاث المفاعلات والبلوتونيوم. وفي ٢ ديسمبر ١٩٤٢ حقق فريق بقيادة "إنريكو فيرمي" أول تفاعل نووي متسلسل ذاتي الاستمرار داخل مفاعل "شيكاغو بايل ١"، وهو إنجاز محوري في تاريخ الطاقة النووية والأسلحة الذرية. منحت "الجمعية الملكية" الفيزيائي الإيطالي الأمريكي "إنريكو فيرمي" ميدالية "هيوز" سنة ١٩٤٢ تقديرًا لإسهاماته في الفيزياء، ولا سيما دراساته المرتبطة بالبنية النووية والنيوترونات. كان فيرمي من رواد الفيزياء النووية، وقاد في العام نفسه أول تفاعل نووي متسلسل اصطناعي ذاتي الاستمرار في شيكاغو. توصل الفيزيائي "ليو زيلارد" سنة ١٩٣٣ في لندن إلى فكرة إمكانية حدوث تفاعل نووي متسلسل ذاتي الاستمرار بعد قراءته عن تجارب ذرية حديثة. أصبحت الفكرة لاحقًا أساسًا نظريًا للمفاعلات النووية والأسلحة الذرية، وشارك زيلارد لاحقًا في جهود البحث النووي الأمريكية. حقق فريق بقيادة الفيزيائي "إنريكو فيرمي" في جامعة شيكاغو سنة ١٩٤٢ أول تفاعل نووي متسلسل اصطناعي ذاتي الاستمرار داخل مفاعل تجريبي عُرف باسم "شيكاغو بايل ١". كان الإنجاز جزءًا من "مشروع مانهاتن"، وأثبت إمكان التحكم في الانشطار النووي بصورة متواصلة داخل مفاعل. حقق المفاعل السوفيتي "إف ١" في موسكو أول تفاعل نووي متسلسل ذاتي الاستمرار في الاتحاد السوفيتي وأوروبا أواخر ديسمبر ١٩٤٦. أشرف على المشروع الفيزيائي "إيغور كورشاتوف"، وشكل الإنجاز خطوة أساسية في البرنامج النووي السوفيتي الذي قاد لاحقًا إلى إنتاج أول سلاح ذري للاتحاد السوفيتي سنة ١٩٤٩.