Atomy - wbrew swojej nazwie - nie są niepodzielne, lecz mają wewnętrzną strukturę. Fakt, że elektrony zawarte w atomie odrywają się w procesie jonizacji, został stwierdzony w wielu doświadczeniach już na początku XX wieku. Zmierzono też wtedy podstawowe wielkości charakteryzujące elektron: jego masę i ładunek. Okazało się, że masa elektronów jest jedynie znikomym ułamkiem masy całego atomu. Powstało pytanie: co stanowi resztę tej masy i co kompensuje ujemny ładunek elektronów, skoro atom jako całość jest neutralny, czyli obojętny elektrycznie?
Wiedziano już wtedy dzięki doświadczeniom francuskich fizyków Henryka Becquerela i Piotra Curie oraz jego żony Marii Skłodowskiej-Curie, że atomy uranu i niektórych innych pierwiastków wysyłają samorzutnie promieniowanie, które zaczernia klisze fotograficzne, jonizuje powietrze i powoduje inne efekty. W dalszych badaniach, w których promieniowanie wysyłane przez różne pierwiastki przepuszczano przez pole magnetyczne, ustalono, że występuje ono w trzech odmianach, nazwanych α, β i γ (alfa, beta i gamma).
- Promieniowanie γ to promieniowanie elektromagnetyczne, którego częstotliwość jest wielokrotnie większa od częstotliwości promieniowania widzialnego, ultrafioletowego, a nawet promieniowania X (rentgenowskiego), wysyłanego przez wzbudzone atomy. Jest ono bardzo przenikliwe: przechodzi nawet przez grube warstwy ołowiu.
- Promieniowanie β składa się z cząstek ujemnie naładowanych. Ustalono, że
- są to elektrony, ale ich energia jest znacznie większa od energii jonizacji,
- a więc i od oszacowanych energii elektronów krążących w atomie. Cząstki te są pochłaniane w materii znacznie intensywniej niż promieniowanie, choć ich zasięg jest tym większy, im większa jest ich energia. Nawet dla elektronów o energii rzędu kilku megaelektronowoltów (MeV) już kilka milimetrów metalu lub szkła stanowi wystarczającą osłonę.
- Promieniowanie α składa się z cząstek naładowanych dodatnio ładunkiem
- dwukrotnie większym od ładunku elektronu. Ich masa jest ponad 7000 razy
- większa od masy elektronu.
Promieniowanie α, β i γ to nie wszystkie typy promieniowania obserwowane przy rozpadach jąder i reakcjach jądrowych. W wyniku tych procesów można otrzymać neutrina, neutrony, protony, a także jądra lub fragmenty jąder cięższe od jąder atomu helu.
Jednym z najbardziej znanych i powszechnie wykorzystywanych jest promieniowanie Rentgenowskie. Promieniowanie to zostało odkryte w 1895 roku przez Wilhelma Conrada Roentgena, niemieckiego fizyka który za odkrycie promieniowania elektromagnetycznego "X" otrzymał w 1901 roku Nagrodę Nobla. Promienie Rentgenowskie na początku nosiły nazwę promieni "X", gdyż były one niewidzialne dla oka ludzkiego. jest to rodzaj promieniowania elektromagnetycznego o długości fali zawartej w przedziale od 0,1 pm do ok. 50 nm, tj. pomiędzy promieniowaniem gamma i ultrafioletowym, przy czym promieniowanie rentgenowskie pokrywa się częściowo z niskoenergetycznym(tzw. miękkim) promieniowaniem gamma. Promienie "X" przenikają przez drewno, nieprzezroczysty papier oraz czernią kliszę fotograficzną, pobudzają również niektóre substancje do fluoryzowania (świecenia). Promieniowanie rentgenowskie wykorzystuje się w badaniach strukturalnych, w badaniach pierwiastkowego składu chemicznego, w diagnostyce medycznej do prześwietlania złamanych kończyn, prześwietlenia klatki piersiowej, mające na celu wczesne wykrycie chorób.
