La sua storia inizia nel 1896 quando Henri Becquerel e indipendentemente da lui Marie e Pierre Curie scoprirono la radioattività rispettivamente nell'uranio il primo e nei nuovi elementi del polonio e del radio i secondi. Le radiazioni, a loro volta, seguendo la classificazione proposta da Ernest Rutherford nel 1899, potevano essere in funzione del loro potere di penetrazione: si partiva dai raggi alpha ($\alpha$), che potevano essere fermati da sottili fogli di alluminio, per passare poi ai raggi beta ($\beta$), che riuscivano a penetrare svariati millimetri di alluminio, fino ai raggi gamma ($\gamma$), scoperti da Paul Villard nel 1900, i più penetranti di tutti e così chiamati sempre da Rutherford nel 1903. Inoltre nel 1901 sempre Rutherford insieme con Frederick Soddy mostrò che i raggi $\alpha$ e $\beta$ erano legati a un qualche processo di trasmutazione degli atomi: il sogno degli alchimisti sembrava ormai alla portata dei fisici.
Di queste tre radiazioni, quella che si rivelò particolarmente problematica fu la radiazione $\beta$. Due esperimenti, quello di Lise Meitner e Otto Hahn nel 1911 e quello di Jean Danysz nel 1913, mostrarono che le particelle $\beta$ possedevano uno spettro continuo. Tale risultato venne confermato nel 1914 da James Chadwick, portando alla luce anche una terribile notizia: la prima violazione della conservazione dell'energia.