Henri Becquerel et les époux Curie avaient découvert en 1896 la radioactivité d’éléments simples (l’uranium pour Becquerel, le radium pour les Curie). En 1903, Rutherford et Soddy arrivent à mettre en évidence, à partir du thorium radioactif, la notion de famille radioactive, et conjointement celle de période radioactive : un corps radioactif se transforme en un autre corps radioactif, et ainsi de suite (formant une famille), et ce en une durée caractéristique de chacun de ces corps successifs (dite la période radioactive ou la durée de demi-vie). On connaît aujourd’hui trois familles d’éléments radioactifs lourds, issues de radioéléments naturels de très longue période : celles de l’Uranium 238/Radium, du Thorium, et de l’Uranium 235/Actinium. Rutherford et Soddy donnent aussi la loi exponentielle de décroissance radioactive caractérisée par la période. Ils confirment que la radioactivité consiste en la transformation d’un corps en un autre, une « transmutation ». Quelques années plus tard, Rutherford mettra en évidence que la radioactivité α est constituée de noyaux d’hélium ; ces rayons α seront utilisés dans une expérience qui permettra de découvrir le noyau atomique en 1911
