貝克勒爾發現新射線之後，引起了科學家們的極大興趣。
當時在劍橋大學卡文迪什實驗室的盧瑟福也開始了對放射性物質的探索。
盧瑟福的家原來也在英國。在1842年時，他的祖父移居到新西蘭。盧瑟福的父親是一位農場主，並兼做輪箍匠，他共有12個子女，盧瑟福排行第二。小時候，盧瑟福幫助父親料理過農事。在上學期間，盧瑟福表現出了非凡的才能，十幾歲就獲得了獎學金，並進入大學讀書。大學畢業時，成績排名第四。排名倒不能說明什麼，不過這時的盧瑟福對物理格外有興趣。當時無線電技術剛剛興起，盧瑟福對此很有興趣，他竟發明了一個無線電檢波器。它能幹什麼用呢？盧瑟福並不關心。後來法院接到一個有關無線電的案子，法院要盧瑟福作為一名專家出庭作證，盧瑟福卻拒絕了。對物理學來說，這實在是萬幸啊！否則的話，盧瑟福就不可能走入“象牙之塔”，他倒有可能成為一名無線電技術領域的專家了。
盧瑟福的人生轉折點發生在1895年。這一年，他參加了一場考試，以爭取去劍橋大學讀書的獎學金。遺憾的是，他考了第二名。這樣，盧瑟福就隻得回家了，因為要讓家裏為他付學費，這幾乎是不可能的。可是事有湊巧，考取第一名的人因為要結婚而放棄了這個名額，因此，第二名就遞補上去了。這樣，“遺憾”就變成了萬幸。據說，在收到這令人高興的錄取通知書時，盧瑟福正在地裏收土豆。這時，他甩掉了手中的土豆，說道：“這是我要挖的最後一個土豆了。”其實，盧瑟福那時也是準備結婚的，但為了求學上進，他隻得推遲婚期，隻身去了英國。
到了劍橋，盧瑟福成了湯姆遜的研究生。這個英國導師正值壯年，也正帶著一個集體活躍在物理學研究的前沿。不久湯姆遜發現了電子。不過湯姆遜的操作技術很一般，然而，湯姆遜很快就發現這個新西蘭人則不一樣。盧瑟福是個大嗓門，看上去大大咧咧的，性格粗獷，但他滿腦子聰明，而且手很靈巧；他很自然地受到湯姆遜的器重。同學們也很喜歡這個新西蘭人，一位同學在家信中寫道：“我們這裏從地球上和我們相對的地方來了一隻‘長毛兔子’，他正在挖掘非常深的洞。”同學說他是一隻“長毛兔子”，是戲稱，因為在英國人的眼裏，新西蘭那個地方隻出兔子，沒想到來了一個絕頂聰明的人。他的同學說的不錯。像居裏夫人一樣，盧瑟福對貝克勒爾的發現很有興趣，並緊隨貝克勒爾在這一新的領域進行探索。
1898年，盧瑟福使用鋁箔來檢驗鈾射線的穿透本領。他發現，鈾射線由兩部分構成，一種射線可以穿透002毫米厚的鋁箔，另一種射線的貫穿能力則要大出幾十倍，能穿透05毫米厚的鋁箔。盧瑟福將它們分別命名為α射線和β射線。
1900年，法國的保爾·維拉德從鈾射線中發現了第三種射線，並稱為γ射線。它的貫穿本領更強。
為了進一步研究鈾射線的帶電性質，人們又將放射性鈾放入一個鉛室，射線從狹窄的通道放射出來，並進入一個抽成真空的空筒。從側麵給射線加上一個磁場，可以清楚地看到射線分為三股射線向左偏轉，但偏轉的程度不大，說明射線是由帶正電的粒子構成，並且粒子較重；β射線向右偏轉，但偏轉的程度很厲害，說明β射線是由帶負電的粒子構成，並且粒子較輕；還有一束射線並不偏轉，說明它不帶電，這就是γ射線。
貝克勒爾測定了β射線的電荷與質量的比值，發現它同陰極射線的電荷與質量的比值是一樣的，這說明，β射線是高速運動的電子流。至於γ射線，當時還不能確定，有人說是粒子流，也有人說是電磁波。後來，人們才搞清楚這是一種波長更短的電磁波，它比X射線的波長還要短。