בשנת 1896, גילה הנרי בקרל (Henri Becquerel), השפעה על לוחות צילום מכוסים, כתוצאה מאורניום שהונח בסמוך להם. כלומר, למרות שחומר הצילום לא נחשף לאור, התבצעה בו תגובה, כאילו פגעה בו אנרגיה של קרינה.
ההנחה הייתה שזוהי קרינה מסוג מיוחד, החודרת את כיסויי המגן של לוחות הצילום. בהמשך, נמצאו חומרים נוספים לאורניום, שגרמו לתופעות דומות.
בשנת 1899, מצא ארנסט רתרפורד (Ernest Rutherford), שמאורניום נפלטים 3 סוגי קרינה. הוא כינה אותן בהתאם לשלוש האותיות הראשונות של ה "א-ב" היווני:
- קרינת אלפה (a) – ניתנת לעצירה על ידי נייר. בנויה מגרעינים של אטומי הליום (He). מכיוון שגרעין הליום מכיל 2 פרוטונים ו 2 נויטרונים, יש לו מספר מסה (A) שווה 4, ומספר אטומי (Z) שווה ל 2. כל פליטה של חלקיק אלפה מגרעין האטום, גורמת לירידה במספר המסה ב 4, ובמספר האטומי ב 2.
- קרינת ביתא (b) – זוהתה לאחר מכן כאלקטרונים מהירים. ניתנת לעצירה באמצעות עובי של מספר מילימטרים של אלומיניום. מכיוון שלאלקטרון יש מטען חשמלי שלילי, והוא נוצר כתוצאה מהתפרקות נויטרון בגרעין לפרוטון, מספר המסה לא משתנה, אך המספר האטומי גדל ב 1.
- קרינת גאמה (g) – זוהתה לאחר מכן כקרינה אלקטרומגנטית, עם אורך גל קצר (פוטונים בעלי אנרגיה גבוהה). ניתנת לעצירה רק באמצעות עובי של מספר מילימטרים של עופרת. כתוצאה מהפליטה, אין שינוי במספר המסה או במספר האטומי.
חלקיקי אלפה וגאמה היו בעלי אנרגיות מוגדרות, שהיו תלויות רק באיזוטופ הרדיואקטיבי שפלט אותן. לחלקיקי ביתא, הייתה מהירות בתחום רציף של אנרגיות.
מסות אטומיות:
מגדירים יחידת מסה אטומית (ימ"א), על פי מסת אטום המימן:
1 [amu] = 1.66053*10-27 [Kg] = 931.48 [MeV]
על פיה, מודדים את מסות החלקיקים האלמנטריים:
[Electron = 0.000549 [amu] = 9.109*10-31 [Kg] = 0.511 [MeV
[Proton = 1.007277 [amu] = 1.673*10-27 [Kg] = 938.26 [MeV
[Neutron = 1.008665 [amu] = 1.675*10-27 [Kg] = 939.55 [MeV
מסת גרעין אטום המימן:
Hydrogen = 1.007825 [amu] = 938.77 [MeV]
המתמטיקה של התפרקות רדיואקטיבית:
אם מתחילים בזמן 0, עם מספר N0 של גרעינים של חומר רדיואקטיבי, מקבלים שהיחס בין קצב ההתפרקות, למספר הגרעינים הראשוני, הוא קבוע:
באמצעות מספר פעולות מתמטיות, ניתן לקבל ביטוי מתמטי למספר הגרעינים שנותר לאחר זמן t:
==> 
קיבלנו כי הדעיכה של מספר הגרעינים היא מעריכית (אקספוננציאלית), ומספר הגרעינים הנותר לאחר זמן t, הוא N.
מגדירים כיחידת מדידה: קצב התפרקות של 1 בשנייה, וקוראים ליחידה זאת בשם בקרל.
מהו זמן מחצית החיים של חומר רדיואקטיבי?
זמן מחצית חיים של חומר, מוגדר כזמן בו כמות החומר המקורי יורדת למחצית מכמותה בהתחלה. עבור חומר רדיואקטיבי, מדובר בפרק הזמן בו מחצית מהגרעינים (בממוצע) מתפרקים.
