原子核的结构变化，当其自发地释放出某种粒子以形成新的核，这一过程称为原子核的衰变。衰变有三种主要类型：
首先，放射性元素通过发射α粒子（a射线）进行的衰变，被称为α衰变。在α衰变中，原核的质量数会减少4，电荷数减少2，这意味着新形成的核在元素周期表中会向左移动两个位置。
其次，β衰变则是通过释放β粒子，即电子（β射线）进行。由于电子的质量非常小，可以忽略不计，因此β衰变后，质量数保持不变，但质子数增加1，新核对应的是周期表中向右移动一格的元素。
最后，γ衰变涉及的是波长极短的电磁波，即γ射线。这种射线不携带电荷和质量，因此原子核发射γ射线后，其核子数和电荷数不会改变。
衰变的本质源于原子核内部的不稳定状态。在某些情况下，原子核内的质子和中子作为一个整体不稳定，会从核内释放出来形成α粒子，这就是α衰变。而中子可以转化为质子和电子，电子的释放形成β射线。在α、β衰变过程中，新生成的核通常处于激发状态，会通过能量释放，如光子，转化为γ射线，从而达到稳定状态。
钋和镭的发现，给仔细考察放射性矿物的工作以巨大的推动力。许多化学家都希望能从这类矿物中得到新的发现，新发现也确实接踵而来。