天王星是1781年由德国著名天文学家赫歇耳发现的，它绕太阳公转的轨道稍微有些反常。天文学家断定：在天王星轨道外面，一定还有某颗末被发现的行星在对天王星施加引力。年轻的英国天文学家亚当斯和法国天文学家勒维耶根据牛顿万有引力定律，各自独立地计算出了这颗假想行星的位置。
1846年，德国天文学家加勒将望远镜对准宝瓶星座内勒维耶所指的那一点，果然发现了一颗新行星，它被命名为海王星。海王星的发现轰动一时，是天文学史上的一个奇迹，至今令人赞叹。
但是，在化学元素中的“天王星”—铀的后面，还有更重的元素存在吗？自从门捷列夫确定了铀的最重元素地位以后，人们就开始提出这个问题。经过许多科学家的长期努力，终于证明铀后面确实存在着更重的元素。不过，化学元素中的“海王星”的发现，要比行星中的海王星的发现困难得多，也迟得多。
从发现天王星到发现海王星，前后经历了六十多年，而从发现铀（原意天王星）到发现镎（原意海王星），前后却经历了一百五十多年。
在自然界探索超铀元素的工作很早就开始了。人们原先认为，92号元素铀与铬同族，所以推测93号元素应与锰同族，性质上更类似于铼。因此1925年就曾有人在商品锰和软锰矿中探索93号元素，但未获成功。
1934年，捷克化学家科布立克从沥青铀矿中分离出一种“铼的类似物”。重量分析测得其“原子量”为240，因此他认定这就是93号元素并进行了命名，声称沥青铀矿中含此元素达1％。科布立克把样品寄给当时公认的稀土元素分析方面的权威、元素铼的发现者诺达克夫妇，以便作最后的鉴定。但是诺达克夫妇鉴定结果表明，这种物质根本不是什么93号元素或其他未知的新元素，而实际上只是一种存在于矿石中的钨、钒和银的复杂混合物。
在探索未知事物的过程中，探索者的伴侣常常是失败而不是成功。但是暂时的挫折从未能动摇探索者前进的决心。
此起彼伏，年轻的意大利学者费米在罗马开辟了一条新的道路，用中子轰击铀的方法来合成超铀元素。如前所述，费米的工作导致了铀核裂变这一重要现象的发现。虽然费米、伊伦，居里和哈思等没有能发现真正的超铀元素，然而铀核的裂变并不排斥存在超铀元素的可能性。以后的工作证明，费米的道路确实是一条通向发现超铀元素的成功的道路。
1938年底发现核裂变现象后，人们的注意力都集中在裂变现象的研究上，而把超铀元素的问题搁在一旁了。裂变现象发现前，费米等把裂变产物误当成超铀元素，而这时又有个别科学家犯了相反的错误，把真正的超铀元素误当成裂变产物，放过了作出重大发现的机会。可是，美国科学家麦克米伦在核裂变的狂热中保持了冷静的头脑，终于完成了费米等未竟的事业。
当时（1939年裂变现象发现后不久），麦克米伦正是采用中子轰击铀薄片的方法，来研究裂变产物的射程。他注意到，大部分裂变产物从薄片上反冲出来，但是半衰期为23分钟和2.3天的两种放射性物质留在薄片内。
这23分钟的放射性物质已经知道是铀239，它是由铀238俘获一个中子生成的。但这2.3天的放射性物质是未知的，它究竟是什么呢？若是裂变产物，它就应从薄片中反冲出来，它不反冲，就说明它可能也是简单中子俘获过程的一个产物。换句话说，麦克米伦推测它有可能是一个超铀元素。1940年的春天，他与艾贝尔森合作，用化学的方法证实，这种半衰期为2.3天的放射性物质，确是一种新元素—93号元素的一个同位素。
就这样，超铀元素的探索导致了裂变现象的发现；而裂变现象的进一步研究，却又导致了超铀元素的真正发现。鉴于铀的名称由天王星而来，按照太阳系行星的次序，下一个便是海王星，于是麦克米伦和艾贝尔森把93号新元素命名为镎（原意海王星，元素符号Np）。
镎的发现，终于动摇了铀的最重元素的地位，开辟了超铀元素这一全新的领域。
麦克米伦和艾贝尔森当时制得的镎同位素是镎239。现在知道，镎239是β放射体，它衰变为94号元素的一个同位素钚239（它就是我们前面介绍过的一种重要的裂变物质）。
钚239仿佛已是唾手可得的了，但当时麦克米伦和艾贝尔森只是考虑了这种可能性，由于钚239放射性较弱，未能把它鉴定出来。同年，西博格和麦克米伦等在用氘核轰击铀时发现了钚。
在镎和钚发现后，又用人工核反应的方法制取了95号元素镅（Am）、96号元素锔（Cm）、97号元素锫（Bk）和98号元素锎（Cf）。在氢弹爆炸的产物中发现了99号元素锿（Es）和100号元素镄（Fm）。后来又用重离子反应陆续合成了101号元素钔（Md）、102号元素鍩（No）、103号元素铑（Lr）以及104～107号元素。
苏、美两国科学家，都认为自己是104号和105号元素的发现者，按照国际惯例，新元素的发现者对新元素有命名权，这样就使这两个元素目前各有两个名称。苏联科学家用104号元素纪念苏联核物理学家库尔恰托夫，美国科学家则用它纪念核物理学的奠基者卢瑟福；美国科学家用105号元素纪念核裂变现象的发现者哈恩，而苏联科学家用它纪念原子物理学的奠基者玻尔。
这种情况的出现，不但反映了苏、美两国科学家在超铀元素领域内的激烈争夺，而且说明了合成和鉴定这些元素决不是一件容易的事。就拿101号元素钔来说吧。在1955年发现这个元素的实验中，美国科学家吉奥索等全力以赴，背水一战，把他们当时所拥有的大约十亿个锿253原子全部用来作为靶子，并用强大的α粒子流进行轰击。即便是这样，一次轰击时间为三小时的实验，估计也只能产生一个101号元素的原子。他们在头八次实验中，确实总共只不过得到了十七个101号元素的原子。地球诞生以来的几十亿年中，地球上大概从来没有一种物质，曾以这么微小的量存在过吧。
由此可知，鉴定和研究这些元素是多么困难，这往往是在一次实验中得到一个或几个原子的基础上进行的。要进行研究，在实验中起码要得到一个原子，但并非所有实验每次都能产生一个原子的。
超铀元素在它们被发现后不久，就找到了极为重要的用途。正像我们已知道的，钚239是一种极为重要的裂变物质，可以用作核反应堆的燃料和原子弹的装药。另外还有几种超铀同位素如锔245、镅242（同核异能态）等也是裂变物质，而且它们的临界质量很小，如镅242（同核异能态）的临界质量就只有23克，因此可以用来制造具有特殊用途的超小型反应堆和原子弹。有人猜测，所谓的中子弹有可能是用这类超小型原子弹引爆的小型氢弹。
超铀元素的另一个重要用途是作为辐射能源，制造核电池。其中钚238制造的核电池已在地面、水下、太空和医学等许多方面得到了应用。例如美国“阿波罗”登月飞船的宇航员，曾先后把五个钚238制造的核电池安放在月球上，为月面科学试验站提供动力。这种核电池输出功率为70瓦左右，重不到20公斤，能在月面恶劣的环境中正常工作，使用寿命一年以上。又如以钚238为能源的心脏起搏器，已在1970年首次植入人体，获得成功，现正在逐步推广。
超铀元素都是放射性的，许多超铀同位素都是性能优良的辐射源。例如镅241作为低能γ源，可用来进行X荧光分析；作为α源可用来创造火灾报警器、避雷器等；还可用来制造用途广泛的中子源。又如锎252，它自发裂变时放出大量的中子，是一种理想的中子源。可以制成每秒几个中子到每秒一百万亿个中子的不同强度的中子源。高强度的锎252中子源，在强度上可以与小型反应堆相匹敌，而且结构紧凑，便于携带。
从以上列举的几个简单例子，我们就可以看到，超铀元素的用途是多么重要、多么广泛，比起铀来，真可谓青出于蓝而胜于蓝了。
