• Bei der Radioaktivität (R) wandelt sich ein chemisches Element durch die Emission eines Alpha- oder Betateilchens in ein anderes Element um.
• Dies war ein harter Brocken, denn in der Chemie galt es als ausgemacht, dass Elemente unverändert sind.
• Als Rutherford die Zerfallstheorie vortrug, gab es zumeist skeptische Stimmen.
• Eine weitere Eigenschaft der Radioaktivität:
  Rutherford beobachtete, dass sie rasch abnahm:
  Nach etwa einer Minute war eine bestimmte Gasprobe nur noch halb so radioaktiv wie zuvor, nach 2 Minuten war die R auf 1/4, nach 3 Minuten auf 1/8 gesunken u.s.w.

• Rutherfords Erklärung für dieses eigenartige Verhalten:
  Ein Atom der Thorium-Emanation wird innerhalb einer Minute (genau innerhalb von 54,5 Sekunden) mit einer Wahrscheinlichkeit
  von 50 % ein Alphateilchen emittieren – und sich dabei natürlich in ein anderes Element umwandeln.

• Selbstverständlich findet diese Emission nicht exakt alle 54,5 Sek. statt, sondern die Alphateilchen können jederzeit emittiert werden.
• Vor allem war die Zerfallsgeschwindigkeit der Atome völlig unabhängig davon, wie viele zerfallsfähige Atome es darin noch gab.
• Offenbar hatte man es – anders als bei gewöhnlichen "chemischen" Reaktionen- mit einem einatomigen Prozeß zu tun.
• Weil die Zerfallszeit auch nicht von der Vorgeschichte der Probe – und d.h. der zerfallenden Atome - abhing, musste die Emission der Alphateilchen ein statistischer Prozess sein, ähnlich wie das Werfen einer Münze.
• Zunächst stieß man auch bei anderen radioaktiven Elementen auf ähnliche Zerfallsgesetze. Jedes davon hat eine charakteristische HALBWERTSZEIT, in der ein Atom mit 50% Wahrscheinlichkeit zerfällt.
• In dieser Zeit fällt die Aktivität einer Probe auf die Hälfte ab.
  

 Zerfallskurve für den einfachen radioaktiven Zerfall. Nach der Halbwertszeit t ist jeweils die Hälfte der verbliebenen Atome zerfallen:

weiter