1932年，英国剑桥大学的查德威克发现了中子。德国人奥托·哈和斯特拉斯曼两人成功地进行使中子轰击铀的试验，发现一个中于轰击铀，就可使铀的原子核分裂，释放出能量，同时放出两个中子，这两个中子还可以引起下一次核裂变，即可能发生链锁反应。1939年1月，意大利物理学家恩里科·费米获得德国利用中子核裂变成功的消息，立即想到原子反应堆的可能性。1942年12月2日，在美国芝加哥大学的冶金研究所里，恩里科·费米用自己砌建的50层石墨砌灶，成功地进行了人类第一次原子反应试验。最初，原子反应堆功率只有0．5瓦。于是，恩里科·费米马上建造了输出1000千瓦的生产钚用的原子反应堆，1943年底开始正式运转。1948年，约里奥·居里用重水作减速剂建造出重水型原子反应堆，既为人类发电提供了新能源，也为制造核武器提供了条件。

1958年6月30日，中国第一座实验性原子反应堆，由苏联援助建成并开始运转，同时建成回旋加速器。9月27日，原子反应堆和回旋加速器在北京正式移交生产，并于10月生产出33种放射性同位素，这标志着中国已经跨进了原子能时代。

1958年12月30日，为了纪念和宣传中国在利用原子能方面取得的伟大成就，中华人民共和国邮电部发行一套《我国第一个原子反应堆和回旋加速器》特种邮票，全套2枚。