Em 1895, o cientista alemão Wilhelm K. Röentgen (1845-1923) descobriu de modo acidental a existência dos raios X, que receberam esse nome por ainda serem muito misteriosos. Ele estava fazendo experimentos com a ampola de Crookes, que é um tubo de vidro vedado no vácuo, com um gás sobre baixa pressão e submetido a um campo magnético externo.
Quando Röentgen desligou as luzes e ligou a ampola, raios vindos da ampola cruzaram o ar e fizeram brilhar um papel tratado com platinocianeto de bário, um material fluorescente. Ele fez vários testes e descobriu que era possível sensibilizar uma chapa fotográfica com os raios X. Tanto que foi possível que ele visse a impressão dos ossos de sua mão e de sua aliança.
Antoine Henri Becquerel (1852-1908) também passou a trabalhar com materiais fluorescentes, para descobrir se eles também emitiam raios X. Porém, o que ele acabou descobrindo, em 1896, foi que os minérios com os quais ele estava trabalhando, que eram o sulfato duplo de potássio e a uralina di-hidratada (K2UO2(SO4)2 . 2 H2O), conseguiam impressionar um filme fotográfico na ausência de luz solar, sem precisar estar fluorescente. Portanto, ele concluiu que essa propriedade não era equivalente aos raios X de Röentgen.
Com a ajuda dos cientistas Pierre Curie (1859-1906) e sua esposa Marie Curie (1867-1934), Becquerel descobriu que essa propriedade era característica não só da uralina, mas de todos os compostos que tinham em sua constituição o elemento urânio. Dessa forma, soube-se que o urânio era um elemento que espontaneamente emite radiação. E foi dada a essa propriedade a denominação radioatividade.
Esse mesmo casal estudou incessantemente as propriedades da radioatividade e juntos acabaram por descobrir outros elementos muito mais radioativos que o urânio. Esses elementos são o polônio e o rádio.
Tempos mais tarde, Ernest Rutherford (1871-1937) realizou experimentos com um material radioativo, conforme o esquema abaixo:
Nesse experimento ele descobriu que quando as radiações emitidas por um material radioativo são submetidas a um campo eleltromagnético externo, consegue-se três emissões radioativas diferentes que foram designadas pelas letras gregas alfa (α), beta (β) e gama (γ):
• Partícula alfa (α): concluiu-se que era de massa elevada e de carga positiva, pois se desviava no sentido da placa carregada negativamente. Hoje sabe-se que as partículas alfa são compostas de dois prótons e dois nêutrons. Como os prótons são positivos e os nêutrons não têm carga, essa partícula é positiva.
• Partículas beta (β): como se desviaram no sentido da placa carregada positivamente, foram consideradas como partículas negativas. Sua carga é negativa porque a radiação beta é na verdade um elétron expulso pelo núcleo.
• Partículas gama (γ): como não apresentou desvio nenhum, concluiu-se que essa partícula é neutra, isto é, não possui carga elétrica. Atualmente, sabe-se que na realidade as emissões radioativas gama não são partículas, mas sim ondas eletromagnéticas.