Pionierskie badania dotyczące struktury atomu i promieniotwórczości zostały przeprowadzone przez brytyjskiego fizyka, Ernesta Rutheforda.
Długie badania nad promieniowaniem 
dowiodły, że cząstki te są identyczne z atomami helu pozbawionymi dwóch elektronów.
W 1909 r badacz zaproponował eksperyment, który doprowadził do stworzenia jądrowego modelu atomu. To on po raz pierwszy użył określenia "jądro" w celu określenia rdzenia atomu.
Rutheford zaobserwował w trakcie eksperymentu, że kiedy wiązka cząstek zostanie wystrzelona w kierunku cienkiej folii ze złota to większość tych cząstek przechodzi na wylot. Niektóre jednak odbijają się od folii.
Okazało się, że wyniki tych badań nie potwierdzają wysuniętej wcześniej przez Thompsona teorii jakoby atom stanowił jednorodną masę ładunku dodatniego, a elektrony były w nim rozmieszczone jak "rodzynki w cieście".
Gdyby tak było rzeczywiście to folia składałaby się z jednorodnych, zwartych szeregów. Nie byłoby twardych miejsc, od których odbijała się cząstka .
Na podstawie wyników tego eksperymentu Rutheford stworzył nowy obraz atomu. W modelu tym w centrum znajduje się niewielkie jądro, które skupia cały ładunek dodatni i prawie całą masę atomu. Natomiast wokół tego jądra krążą elektrony. Ten model pozwala prawidłowo wytłumaczyć rozpraszanie cząstek na złotej folii.
Cząstki te łatwo bowiem mogłyby przelecieć przez chmurę elektronową atomów złota w lukach między jądrami. Te, które trafiłyby w jądro ulegałyby rozproszeniu pod dużym kątem.
Na podstawie częstości takich odchyleń Rutheford oszacował średnicę jądra na 10
cm. Model ten nie wyjaśniał jednak jak to się dzieje, że elektrony krążąc wokół jądra nie opadają na to jądro po torze spiralnym wypromieniowując energię elektromagnetyczną. Problem został rozwiązany dopiero w momencie powstania modelu atomu Bohra.
