No se ha encontrado posible de ninguna manera alterar ni la velocidad a la que se produce la materia ni su velocidad de cambio una vez producida. La temperatura, que es un factor tan importante para alterar la velocidad de las reacciones químicas, carece casi por completo de influencia en estos casos. Además, no se conoce ningún cambio químico ordinario que esté acompañado por la expulsión de átomos cargados con gran velocidad.
Armstrong y Lowry18 han sugerido que la radiactividad puede ser una forma exagerada de fluorescencia o fosforescencia con una velocidad de descomposición muy lenta. Pero hasta ahora no se ha demostrado que ninguna forma de fosforescencia esté acompañada de radiaciones del carácter de las emitidas por los elementos radiactivos.
Cualquier hipótesis que se proponga para explicar la radiactividad debe dar cuenta no solo de la producción de una serie de productos activos, que difieren en sus propiedades químicas y físicas entre sí y del elemento progenitor, sino también de la emisión de rayos de un carácter especial.
Además de esto, es necesario dar cuenta de la gran cantidad de energía irradiada continuamente por los elementos radiactivos.
Los radioelementos, además de sus elevados pesos atómicos, no poseen en común ninguna característica química especial que los diferencie de los demás elementos, los cuales no poseen la propiedad de la radioactividad en un grado apreciable. De todos los elementos conocidos, el uranio, el torio y el radio poseen los mayores pesos atómicos, a saber: radio 225, torio 232,5 y uranio 240.
Si se toma un peso atómico elevado como prueba de una estructura complicada del átomo, cabría esperar que la desintegración ocurriera más fácilmente en los átomos pesados que en los ligeros.
Al mismo tiempo, no hay razón para suponer que los elementos de mayor peso atómico deban ser los más radiactivos; de hecho, el radio es mucho más activo que el uranio, aunque su peso atómico es menor.
Esto se observa también en el caso de los productos radiactivos; por ejemplo, la emanación del radio es enormemente más activa, peso por peso, que el propio radio, y hay buenas razones para creer que la emanación tiene un átomo más ligero que el del radio.
Para explicar los fenómenos de la radiactividad, Rutherford y Soddy han avanzado la teoría de que los átomos de los radioelementos sufren una desintegración espontánea, y que cada átomo desintegrado pasa a través de una sucesión de cambios bien marcados, acompañados en la mayoría de los casos por la emisión de rayos .
Ya se ha dado una exposición preliminar de esta hipótesis en la sección 136, mientras que la teoría matemática de los cambios sucesivos, que se basa en ella, ha sido tratada en el capítulo IX.
La teoría general se ha utilizado en los capítulos X y XI para explicar las numerosas sustancias activas que se encuentran en el uranio, el torio, el actinio y el radio.
La teoría supone que, en promedio, una proporción pequeña y definida de los átomos de cada sustancia radiactiva se vuelve inestable en un tiempo dado. Como resultado de esta inestabilidad, los átomos se desintegran.