Il fenomeno, per cui un composto dell’uranio emetteva spontaneamente radiazioni capaci di impressionare le lastre fotografiche e di attraversare la materia, fu chiamato radioattività [I1] [I2] [ES1][ES2] [ES3] [ES4].

La polacca Marie Sklodowska Curie[I1] (1867–1934) [I2] [E1] stabilì che erano gli atomi dell’elemento uranio a emettere radiazioni; gli atomi capaci di emettere radiazioni furono chiamati radioattivi. In collaborazione col marito, il francese Pierre Curie (1858–1906), La Curie scoprì altri elementi radioattivi, fra cui il torio e il radio; vide anche che quest’ultimo elemento aveva una radioattività più forte di quella dell’uranio.

Il fisico Rutherford[I1]scoprì che le radiazioni emesse dai radioisotopi erano di tre tipi (α, β, γ). Il fisico inglese Wlliam Crookes (1832–1919) vide che la radioattività di un campione di uranio, invece di diminuire nel tempo aumentava; questo fenomeno fu spiegato da Rutherford e dall’inglese Frederick Soddy (1877-1956) con l’ipotesi che l’atomo di uranio, emettendo radiazioni, si trasforma nell’atomo di un altro elemento, avente una maggiore capacità di emettere radiazioni: un atomo di un elemento radioattivo può quindi trasformarsi in un atomo di un altro elemento.

Rutherford, nel 1919, riuscì a trasformare un elemento in un altro; da allora in poi, i chimici e i fisici sono riusciti a realizzare il sogno degli alchimisti: quello di trasformare una sostanza chimica in un’altra. Gli alchimisti[I] tuttavia erano convinti di poterlo fare attraverso reazioni chimiche[ES], mentre questo è possibile solo mediante reazioni nucleari.

Queste trasformazioni di un elemento in un altro si erano ottenute, e si ottengono, bombardando alcuni atomi con particelle di alta energia. Si costruirono, a partire dal 1929, apparecchi (gli acceleratori di particelle) capaci di accelerare le particelle per conferire loro una più alta energia ed ottenere così urti più forti. Fu così possibile preparare artificialmente molti altri elementi, anche non esistenti in natura.

Nel 1943 il fisico italiano Enrico Fermi[I] (1901-1954) bombardò con neutroni atomi di uranio. Continuando queste ricerche il tedesco Otto Hahn (1879–1968) scoprì che, a causa di questo bombardamento, il nucleo di uranio si scindeva in due pezzi e si liberavano tre neutroni. Era stata scoperta la fissione nucleare, il principio su cui si basano le centrali nucleari e le bombe atomiche. Si era alla vigilia della seconda guerra mondiale e il governo statunitense intravide la possibilità di sfruttare a scopo bellico l’energia nucleare. Così a seguito di intensissimi studi guidati da Fermi, il 2 dicembre 1942 iniziò a funzionare la prima pila atomica, un sistema capace di produrre enormi quantità di energia sfruttando le reazioni nucleari. Nel luglio 1945, in un deserto degli stati uniti fu fatta esplodere la prima bomba atomica sperimentale; un mese dopo due bombe atomiche distrussero completamente le città giapponesi di Hiroshima e Nagasaki, costringendo il Giappone ad arrendersi. Era cominciata l’era atomica.