Després de la guerra, Leona Marshall va tornar a la Universitat de Chicago, on es va convertir en membre del Fermi's Institute for Nuclear Studies. El 1960, va treballar amb el reactor d'aigua pesada Chicago Pile 3, va trobar una manera de polaritzar el cent per cent de la rotació dels raigs de neutrons, i va determinar l'índex de refracció dels neutrons per a diversos materials. El seu segon fill, John Marshall III, va néixer el 1949. Va esdevenir professor assistent el 1953. Després de la mort de Fermi el 1954, els Marshalls es van separar. John Marshall va tornar al Laboratori de Los Alamos, mentre que Leona, ara una mare soltera, es va convertir en membre de l'Institut d'Estudis Avançats de Princeton, Nova Jersey el 1957. L'any següent es va convertir en membre del Brookhaven National Laboratory, en un moment en què la recerca en física es va centrar en el nucli elemental i les partícules elementals. El 1960, es va unir a la Universitat de Chicago Pile 3, va trobar una manera de polaritzar el cent per cent de la rotació dels raigs de neutrons, i va determinar
Joan Marshall III