En 1896 Henri Becquerel descubri que ciertas sales de uranio emiten radiaciones espontneamente, al observar que velaban las placas fotogrficas envueltas en papel negro. Hizo ensayos con el mineral en caliente, en fro, pulverizado, disuelto en cidos y la intensidad de la misteriosa radiacin era siempre la misma. Por tanto, esta nueva propiedad de la materia, que recibi el nombre de radiactividad, no dependa de la forma fsica o qumica en la que se encontraban los tomos del cuerpo radiactivo, sino que era una propiedad que radicaba en el interior mismo del tomo.

El estudio del nuevo fenmeno y su desarrollo posterior se debe casi exclusivamente al matrimonio de Marie y Pierre Curie, quienes encontraron otras sustancias radiactivas: el torio, el polonio y el radio. La intensidad de la radiacin emitida era proporcional a la cantidad de uranio presente, por lo que Marie Curie dedujo que la radiactividad es una propiedad atmica. El fenmeno de la radiactividad se origina exclusivamente en el ncleo de los tomos radiactivos. Se cree que se origina debido a la interaccin neutrn-protn. Al estudiar la radiacin emitida por el radio, se comprob que era compleja, pues al aplicarle un campo magntico parte de ella se desviaba de su trayectoria y otra parte no.

Pronto se vio que todas estas reacciones provienen del ncleo atmico que describi Ernest Rutherford en 1911, quien tambin demostr que las radiaciones emitidas por las sales de uranio pueden ionizar el aire y producir la descarga de cuerpos cargados elctricamente.

Con el uso del neutrn, partcula teorizada en 1920 por Ernest Rutherford, se consigui describir la radiacin beta.

En 1932, James Chadwick descubri la existencia del neutrn que Rutherford haba predicho en 1920, e inmediatamente despus Enrico Fermi descubri que ciertas radiaciones emitidas en fenmenos no muy comunes de desintegracin son en realidad neutrones.