Ernest Rutherford, travaillant au Canada et en Angleterre, a montré que la désintégration radioactive peut être décrite par une équation simple, ce qui implique qu’une substance radioactive donnée a une demi-vie donnée (le temps mis par une quantité de radioactivité présente dans une source pour diminuer de moitié). Il inventa aussi les termes « rayons alpha », « rayons bêta » et « rayons gamma », il convertit de l’azote en oxygène, et surtout il supervisa les étudiants qui firent l’expérimentation « Geiger-Marsden » (l’expérience de la feuille d’or), expérience qui montra que le modèle du « plum-pudding » de Thomson en 1904 était faux. Pour Rutherford, cette expérience montrait que la charge positive était limitée à un très petit noyau, ce qui mena au modèle de Rutherford, puis finalement au modèle de l’atome de Bohr, ou le noyau positif est entouré par les électrons négatifs sur plusieurs couches. En 1934, la fille de Marie Curie, Irène Joliot-Curie, et son mari ont été les premiers à créer de la radioactivité artificielle : ils bombardèrent du bore avec des particules alpha, ce qui donna un isotope d’azote-13 pauvre en neutron. Cet isotope émet des positons. En outre, ils bombardèrent de l’aluminium et du magnésium avec des neutrons pour fabriquer des nouveaux radio-isotopes.