居里夫妇从一开始就发现，放射性物质有一种神奇的力量，可以诱发周围物质的放射性。他们发现这很有趣也很让人愤怒，因为所有仪器都被污染了，不可能再测量样本的放射性，居里夫人在她的论文中写道：
在化学实验室使用的不同物体……很快获得了放射性。尘埃粒子、屋子里的空气、衣服都变得具有放射性。空气变成了导体。在我们的实验室里，这种破坏变得越来越明显，我们再没有可以绝缘的设备了。
读到这篇文章的时候，我想到了我自己的屋子和亚伯舅舅的屋子，想着它们是否也逐渐变得有放射性了。亚伯舅舅用镭做的夜光漆涂时钟指针，这些指针会不会使其周围的东西都具有放射性，让空气中充满有穿透力的射线。
居里夫妇（像贝克勒尔一样）最初倾向于把这种诱发的放射性归结为非物质的东西，把它看做是一种“共振”，或许类似于磷光或荧光。但是它也有很多物质发射的迹象。早在1899年，他们就发现，如果钍保存在密封的瓶子内，它的放射性将会增强，但是只要一打开瓶子，就又会恢复到先前的状态。但是他们没有继续探究这一发现。欧内斯特·卢瑟福首先发现这一现象的特殊含意：由钍产生的一种新的物质正在形成，那是一种比钍放射性更强的物质。
卢瑟福得到年轻的化学家弗雷德里克·索迪的帮助，成功证明钍的“放射物”事实上是一种具有放射性的气体。它可以像氯一样轻易地被液化，但是不能与任何化学物质发生反应，它事实上像氩一样有惰性，或许是一种新的惰性气体。在这一点上，索迪认为钍的放射物可能是氩，正如他后来所写：
我欣喜若狂，我不知道该如何表达这种兴奋……我很清楚地记得，我呆呆地站在那里，被原子可能蕴藏的能量吓蒙了。我说：“卢瑟福，这是衰变，钍正分解转变为氩气。”
卢瑟福的回答很显然表明他知道更实际的含意：“拜托，索迪，不要称它为衰变。别人会把我们看成炼金术士的。”
但是新的气体并不是氩，它是一种全新的带有独特明亮光谱的元素。它扩散速度非常缓慢，而且密度很大，是氢的111倍，而氩的密度只不过是氢的20倍。他们认为这种新气体是单原子的，像其他惰性气体一样，它的原子量则是222。这样，它在惰性气体列表中则是最重的，是最后一个，它在周期表中也一样，是门捷列夫元素周期表O族的最后一个。卢瑟福和索迪临时为它命名为“钍射气”或“射气”。
钍射气很快就消失了，有一半在一分钟内消失了，3/4在两分钟内消失了，10分钟内它就再也看不见了。它衰变的速度（以及放射性的沉积物）让卢瑟福和索迪联想到关于铀和镭让人费解的地方--确实存在放射性元素原子的持续衰变，它们会因此而转化为其他原子。
他们发现，各种放射性元素都有自己特有的衰变速度，即它的“放射性半衰期”。元素的放???性半衰期十分精确。举例来说，氡的一种同位素的半衰期可以计算出是3.8235天。但是单个原子的生命却无法计算。对于此我越来越迷惑，并开始重新阅读索迪的说明：
一个原子是否衰变，在何时衰变，衰变多长时间是固定的。这与任何内在和外在因素无关，也与原子存在的时间长短无关……原子是不是衰变，完全看概率。
很显然，单个原子的寿命可能在0和无限长之间变动，即将衰变的原子和已经存在十亿年的原子无法区分。
我对此感到非常迷惑和不安，一个原子可以在任何时候毫无缘由地衰变。放射性似乎不可用持续的观点来看，也不在可以理解的宇宙，没有因果关系，而是完全不受传统规律的约束。
镭的半衰期比它的“射气”氡的半衰期长--大约1600年。但是相比地球的年龄，这个时间仍然很短。那么，为什么即使它在不停地衰减，而地球上很久以前就存在的镭还是没有消失？卢瑟福推断出了答案，并很快就得到了论证，因为镭是由半衰期更长的元素铀产生的。铀产生一系列物质，有长达45亿年的半衰期，几乎是地球的年龄。而由钍生出的一系列衰变产物，有比铀的半衰期更长的。所以从原子能的角度来看，地球形成伊始，镭和钍就在提供巨大的能量。
这些发现对关于地球年龄的长期讨论产生了至关重要的影响。伟大的物理学家凯尔文在19世纪60年代早期就达尔文的《物种起源》一书提出驳斥：假定地球上除了太阳外没有其他热源，基于它冷却的速度，地球只有2000万年的寿命，再过500万年以后地球将不适合生存。这种推论骇人听闻，而且与化石证据不符，因为化石这种无可辩驳的记录显示，早在数亿年前，地球上就已有生命。达尔文因此颇为困扰。
直到发现放射线之后，这一谜题才解开了。据说，年轻的卢瑟福面对80岁的凯尔文爵士，非常紧张，他说，因为凯尔文的计算是基于一个错误的假设。卢瑟福说，除了太阳外，还有另一个热源，而且对于地球还是特别重要的热源。放射性元素（主要是铀和钍和它们衰变产生的物质，还有钾的放射性同位素）可以让地球几十亿年内保持温暖，还可以防止地球过早发生凯尔文所预言的酷寒灭绝。卢瑟福有一块沥青铀矿，他曾经评估过它里面氦的含量。他说，这块矿石至少已经有5亿年了。
卢瑟福和索迪最终发现了3种放射性射线：α、β、γ射线，然后变为新的放射性元素。它们从铀、钍、锕等放射性元素中分离出一种又一种新放射性元素，最后多达30多种。周期表中铋和钍之间没有3打元素的位置，6个或许可以。事实逐渐变得很明朗，许多元素都是同一个元素。举例说，镭、钍和锕尽管半衰期大不相同，原子量也有细微差别，但它们的放射物在化学成分上是相同的。（随后，索迪称之为同位素。）他把放射性元素归纳为3个系列：镭系、锕系、钍系，每一个系列的最终产物都很相似，都是铅的同位素。
这些放射性元素产生的每一种新元素都有它自己独特的射电信号、固定的半衰期，还有特有的辐射物。这一点让卢瑟福和索迪成功地将它们区分开来，由此开创了放射化学这个新领域。
原子衰变的观点，最初由玛丽·居里提出，然后她又放弃了这个观点。但如今，原子衰变已成无可争辩的事实。显然，每一种放射性元素都会在衰变的过程中放出能量，变成另一种元素。衰变是放射化学的核心。
我喜欢化学，因为它是充满变化的科学，数十种元素竟可生成无数化合物。在我心中，每一种元素都稳定、不变而永恒。元素稳定性的感觉在我心中是至关重要的，因为我把它们看做是不稳定世界里的固定点，就像锚一样。但是现在，有了放射化学和不可思议的原子衰变理论。化学家从铀元素这种坚硬如钨的金属中，可以得到镭那样的碱土金属、像氡的惰性气体、像碲的元素钋、放射元素铋和铊，还有铅。周期表的每一种元素都有。
化学家们都没有想到这个（尽管炼金术士可能想到了），因为这种变化已经不是化学。没有任何化学过程或化学反应能改变一种元素的特性，对于放射性元素也是一样。在化学里，镭的属性类似钡，但它们具有完全不同的放射性，放射性与它的化学或物理性质毫不相干。放射性是这些属性中很不可思议的（或者说可怕的）一种，一种完全不同的属性。有时候也是会让我苦恼的属性，因为我喜欢金属铀的密实，还有它的矿石和盐的美丽的荧光，但是我感觉我不能长时间安全地处理这些元素。同样，我也因为氡强烈的放射性而苦恼，它本可以是一种理想的惰性气体。