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贝克勒尔发现了天然放射性。
1896年，法国物理学家亨利·贝可勒尔在研究磷光材料时发现，铀盐或金属铀能使附近包在黑纸里的照相底片感光，从而推断铀可以不断的自动放射出某种看不见的、穿透力相当强的射线。
一开始大家认为这种辐射类似刚发现的X光。但是物理学家的研究表明，这种辐射要比X光复杂。卢瑟福首先发现其衰变方式都依循着指数形式衰减，即存在半衰期。卢瑟福和他的学生弗雷德里克·索迪最早发现许多的衰变会造成核嬗变，会使原子变成另一种原子。
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根据已有的研究结果我们已经知道，原子序数在84以上的所有元素都有天然放射性，小于此数的某些元素如碳、钾等也有这种性质。
地球上天然放射性的原始核素是超新星核合成时的爆炸残留物。这些核素的半衰期很长，在恒星吸积时留在星云中直到现在。而半衰期短的放射性核素是由这些原始核素衰变而成的。宇宙射线核素也会造成自然界中少量的放射性核素。