১৯০৬ সালে আর্নেস্ট রাদারফোর্ড "রেডিয়াম থেকে বিকিরিত আলফা কণাকে একটি বস্তুর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত করার প্রতিবন্ধকতা" প্রকাশ করেন। হ্যানস গেইজার এই গবেষণাকে রয়্যাল সোসাইটির যোগাযোগে রাদারফোর্ড যে পরীক্ষা গুলো সম্পন্ন করেন ঐ পরীক্ষা দ্বারাই, অ্যালুমিনিয়াম পাত, বাতাস, এবং স্বর্নপাতের মধ্য দিয়ে আলফা কণা প্রবাহিত করে বিস্তৃত করেন। আরো অবদান ১৯০৯ সালে গেইজার এবং আর্নেস্ট মার্সডেন দ্বারা প্রকাশিত হয়েছে। এবং এরপর বিশেষভাবে বিস্তৃত ব্যাখ্যা ১৯১০ সালে গেইজার দ্বারা প্রকাশিত হয়েছে। ১৯১১-১৯১২ সালে রাদারফোর্ড রয়্যাল সোসাইটিতে তার পরীক্ষাসমূহ ব্যাখ্যা এবং পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের নতুন প্রস্তাব দেওয়ার জন্য গিয়েছিলেন যেটি আমরা এখন রাদারফোর্ডের মডেল হিসেবে বুঝি।

এ ঘোষণার মূল পরীক্ষা ১৯১০ সালে ম্যানচেস্টার বিশ্ববিদ্যালয়ে সম্পাদনা করা হয়েছে : আর্নেস্ট রাদারফোর্ডের দল একটি বৈশিষ্ট্যপূর্ণ পরীক্ষা সম্পাদনা করেন যেখানে গেইজার এবং মার্সডেন রাদারফোর্ডের কার্যানুযায়ী আলফা কণা (হিলিয়াম নিউক্লিয়াস) কে পাতলা স্বর্ণপাতের মধ্য দিয়ে আঘাত করান। প্লাম পুডিং মডেল পূর্বাভাস দেয় যে আলফা কণাগুলো পরমাণুর নির্দিষ্ট আবর্তন পথ থেকে সামান্যই বেঁকে পাত ভেদ করে চলে আসে। কিন্তু রাদারফোর্ড তার দলকে এমন জিনিস পর্যবেক্ষণের জন্য ধাবিত করেন যেটি তাকে পর্যবেক্ষণে বিস্মিত করেছিল : কিছু কণা বড় কোণে ছড়িয়ে যাচ্ছিল এমনকি সম্পূর্ণ বিপরীত দিকে ঘুরে আসছিল কিছু কিছু ক্ষেত্রে। তিনি এটিকে টিসু পেপারে বুলেট ফায়ারে লাফিয়ে ওঠার সাথে তুলনা করেন। ১৯১১ সালে রাদারফোর্ডের বিশ্লেষণের উপাত্তগুলো রাদারফোর্ড মডেল আবিস্কারের দিকে ধাবিত করে, যেখানে পরমাণুর খুব ছোট, অতি ঘন নিউক্লিয়াস রয়েছে যা পরমাণুর প্রায় সমস্ত ভর ধারণ করে এবং উচ্চ ধনাত্মক চার্জ বিশিষ্ট যা ইলেক্ট্রনের চার্জ নিরপেক্ষ করে (যখন নিউট্রন আবিষ্কার হয়নি)। উদাহরণ হিসেবে এই মডেলে (যেটি আধুনিক মডেলের অংশ নয়) নাইট্রোজেন-১৪ একটি নিউক্লিয়াস যেটির ১৪ টি প্রোটন এবং ৭ টি ইলেক্ট্রন (মোট ২১ টি কণা) এবং নিউক্লিয়াস আরো ৭ টি ইলেক্ট্রন দ্বারা গঠিত।

১৯২০ এর দিকে আর্থার এডিংটন তার পত্রিকা "দ্যা ইন্টারন্যাশনাল কন্সটিটিউশন অব দ্য স্টারস" এ তারকাসমূহে নিউক্লিয়ার ফিউশনের পদ্ধতি আবিষ্কারের পূর্বপ্রত্যাশা করেছিলেন। ওই সময়ে নক্ষত্র উদ্ভুত শক্তি ছিল সম্পূর্ণ রহস্যজনক; এডিংটন নির্ভুলভাবে চিন্তা করেন যে সেই উৎস ছিল হিলিয়ামের মধ্যে হাইড্রোজেনের ফিউশন যা আইন্সটাইনের ভরশক্তি সমীকরণ "E = mc" অনুসারে শক্তি বিকিরণ করে। এটি ছিল আংশিকভাবে উল্লেখযোগ্য ক্রমবিকাশ যখন ফিউশন এবং তাপীয় পারমাণবিক শক্তি এমনকি তারকাসমূহের বৃহৎ পরিমাণ হাইড্রোজেনের (দেখুন ধাতব বৈশিষ্ট্য) দ্বারা গঠন তখনও আবিষ্কার হয়নি।

রাদারফোর্ড মডেল ১৯২৯ সালে ফ্রাঙ্কো রাসেটি এর পারমাণবিক ঘূর্ণনের অধ্যয়নের আগ পর্যন্ত যথেষ্ট আলোড়িত হয়েছে। ১৯২৫ এর মধ্যে জানা গিয়েছে যে প্রোটন এবং ইলেকট্রন উভয়ের স্পিন রয়েছে। রাদারফোর্ড মডেলে নাইট্রোজেন-১৪,২০ এর মোট ২১ পারমাণবিক কণাগুলোর মধ্যে একটি আরেকটির স্পিন বাতিল করার জন্য জোড়ায় থাকে এবং সর্বশেষ বিজোড় কণাটি নিউক্লিয়াসকে স্পিন প্রদান করে। রাসেটি নাইট্রোজেন-১৪ এর স্পিন ১ আবিষ্কার করেন।

জেমস চ্যাডউইক এর নিউট্রন আবিষ্কার
ভারী মৌল উৎপাদন
রাদারফোর্ডের টীম এর নিউক্লিয়াস আবিষ্কার
ইউকাওয়া'র নিউক্লিয়াস গঠনের মেসন স্বীকার্য