超铀元素的人工合成，使人们掌握了超铀元素的性质，从而给探索自然界超铀元素的工作指明了方向。
1942年，西博格等第一次确证了钚在自然界的存在。他们用共沉淀法和氧化—还原循环，从400克沥青铀矿中分离出了微量的钚239，并用放射化学法作了特征性鉴定。
按照钚239的半衰期（约24，000年），原始的钚239是不可能在地球上存在的，它们早已“死绝”了。这就怪了，它们是从哪儿来的呢？原来，地球上天然放射性物质放出的α粒子，与轻元素发生核反应，会产生中子；宇宙射线中也有一些中子射到地球上来；铀和钍等很重的重元素发生自发裂变，也会放出一些中子。总之，地球上存在天然的中子源，这种中子与铀238作用，就会像在反应堆中那样，生成钚239。铀矿中的钚239就是以这种方式产生的，它的含量十分微小，一般只为铀的千亿～万亿分之一。
由于钚239是由铀238俘获中子而生成的，显然，也就说明镎239在自然界的存在，只是其含量比钚239还要低几个数量级。而存在量较大一些的是镎237（半衰期为214万年），它是由铀238与快中子反应生成的。有人曾鉴定出，在某沥青铀矿中，镎237的含量约为铀的一万八千亿分之一。
上述的钚和镎的同位素，都是由天然核反应产生的（估计由天然核反应可能生成直至100号元素镄的一系列元素），或许可以说它们不能算是真正的天然元素。但是有些超铀同位素却由于本身的半衰期相当长，而至今在地球上仍有微量存在。
钚244就是一例。钚244的半衰期为八千万年，约等于地球年龄的六十分之一，也就是说，从地球形成到现在，钚244的量已经减少了约2^60倍。而2^60与10^20。相接近，所以也可以说钚244的量减少了10^20倍。可见，目前地球上即使能找到钚244，其量也已经是微乎其微的了。
1971年，美国一个研究小组从约85公斤的氟碳铈镧矿中，分离出了极少量的钚244。他们先用萃取法纯化，得到9升原始溶液，再以钚236和钚242作示踪剂，用萃取法和离子交换法浓集钚244。钚244的量用质谱法测得为两千万个原子，相当于每吨氟碳铈镧矿约含一万亿分之一克。由于钚244的发现，就完全有理由认为钚是天然元素了。
另一个有可能独立地存在于地球上的超铀同位素是锔247。它的半衰期约为两亿五千万年。曾有人报道过，在较年轻的、铀235相对富集的矿物中，发现有锔247的痕迹，还发现有其衰变产物镅243和钚239的痕迹。
从以上叙述可以看到，随着科学技术的发展，既动摇了铀的最重元素的地位，也动摇了铀的最重天然元素的地位。但是至少从太阳系的范围而言，天然超铀元素的存在量是很微小的，能大量得到的天然元素仍数铀最重，至少目前还看不出提取比铀还重的天然元素会有什么实际价值。向元素周期表后面的发展，将依然是以铀为基础的。因此，称铀为最重的天然元素仍不失其合理性。
如果考察一下超铀元素的半衰期，我们就会看到，随着原子序数的增加，半衰期急剧地变短。据此推算，到了110号元素，其半衰期为十万分之一秒；到115号元素，半衰期就只有百亿分之一秒了。按照这种趋势，可能合成的新超铀元素的数目显然是已经屈指可数了，充其量不过十个左右。
看来，元素周期表很快就要到尽头了。但是，“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”，根据现代核物理理论的推测，超铀元素的半衰期随着原子序数的增加而急剧下降以后，还有回升的可能性。即预测超铀元素的后面还存在一批很重的所谓“超重元素”，其半衰期可能为千百年，甚至长达几千万年、几十亿年。
超重元素的可能存在，主要是根据核结构的壳层模型推测的。我们先看一看原子结构的情况。在原子中随着核外电子一个壳层一个壳层的填充，元素的化学性质发生周期性的变化，形成了元素周期表中一个一个的周期。每个周期的结束元素，即惰性气体，具有满壳层的电子结构，核外电子数分别是2、10、18、36、54和86。它们显得特别稳定，一般不与其他元素起化学反应。
在原子核的结构方面，也有类似的情况。原子核内的质子数或中子数每增加到一定的数目时，就构成一个满壳层。具有满壳层的原子核特别稳定。满壳层的质子数或中子数称为壳层数或幻数。已知的质子和中子幻数是2、8、20、28、50和82，对于中子，126也是幻数。当原子核内质子数相中子数都是幻数时，则核就显得更为稳定，这种原子核称为双幻核。例如，氧16（由8个质子和8个中子组成）就是一个双幻核，它特别稳定，是地球上存在量最大的一个同位素。又如铅208（由82个质子和126个中子组成）也是一个双幻核，它是最重的一个稳定同位素。
计算结果表明，下一个质子幻数为114，中子幻数为184，因此原子序数（即质子数）为114、质量数（即质子数加中子数）为298的原子核是一个双幻核。这个双幻核应该具有特殊的稳定性。而推测围绕着这个双幻核，在原子序数为108～126、中子数为176～196区域内，可能存在一批比较稳定的超重核。这一区域通常形象地称为超重元素“稳定岛”。
我们可以想象，所有已知元素的同位素构成了一个稳定性半岛，山峰和山脊表示更高的稳定性。过了稳定性半岛，就是不稳定性海洋（即原子核寿命极短或根本不可能存在原子核的区域），海中有一个孤岛，即所谓超重元素稳定岛，它表示存在一些相当稳定的超重核。
据推测，超重元素可以用来制作没有放射性的超小型核武器和无放射性的热核武器引爆装置。同时，超重元素的研究，将给某些自然科学学科带来新的突破，为元素周期律、原子核结构、元素起源和天体演化等等，提供更加充分的科学论证。
超重元素的研究具有如此重大的理论意义和实际意义，所以受到世界各国的普遍重视。从六十年代中期起，许多国家的科学家为了登上超重元素稳定岛，作了巨大的努力。这包括两方面的工作：一是用人工的方法合成超重元素，二是在自然界寻找天然存在的超重元素。
使用人工合成的方法要想登上稳定岛，就必须越过不稳定性海洋。这就意味着，除了用很重的元素作靶子外，还必须使用很重的离子作为轰击炮弹，使原子序数一下子就增加很多，直接进入稳定性超重区域。这就需要加速很重的、包括铀在内的重离子。为了能得到较为稳定的超重核，要选择合适的同位素作轰击炮弹和靶子，使生成的超重核的质子数和中子数都是幻数，或者接近幻数。为此，科学家们设计了各种类型的核反应。
有人认为，最有希望的一个反应应该是两个铀238核相互碰撞的核反应。不过据称，这个反应已经有人试过，结果是令人失望的。铀轰击铀，产生了许许多多的放射性同位素，唯独没有找到超重元素。
由于预言超重元素的半衰期可能长达一亿年，甚至一百亿年，这表明，它们也可能在自然界天然存在。因此，在试图人工合成超重元素的同时，探索天然超重元素的工作也在以一个更大的规模进行着。为了寻找天然存在的超重元素，科学家们采用了最先进的探测方法，找遍了天推海角。他们在各种特殊的矿物中找，在来自地球深处的温泉水中找，在大洋底部取出的锰结核中找，在月球上带回的岩石样品中找，在“天外来客”陨石和宇宙射线中找，总而言之，在一切被认为有希望找到超重元素的物质中找。
经过十多年的努力，虽然关于发现超重元素的消息不时传来，也曾掀起过一阵阵激动，但肯定的结果至今尚未得到。这可能是由于实验技术和探测手段目前尚未达到足够高水平的缘故，或许是因为理论预测是错误的，根本不存在什么超重元素的“稳定岛”，那当然就谈不上有什么“新大陆”可发现了。
但是退一步讲，即使是后一种情况，我们只要回忆一下从费米开始的探索超铀元素的过程，就不禁要问，难道超重元素的探索就绝不可能引出比裂变现象更为重要的现象发现吗？要知道，费米那时是用中子轰击铀，而现在是用铀袭击铀—用最重的天然元素轰击最重的天然元素。
