Cambridge'is hakkas ta tegelema tollal põneva ja uudse probleemiga radioaktiivsusega. Ta tuvastas, et radioaktiivsed ained tekitavad kolme tüüpi kiirgust. Tolleks ajaks olid teadlased alles hakanud uurima, mis on aatomi sees. Rohkem kui 2000 aastat oli arvatud, et aatom on midagi tibatillukese kivi taolist, kuid Rutherfordi katsed näitasid, et aatomi sees on väga tihe ja raske klomp (aatomituum) ja suurem osa aatomist on tühi ruum. Rutherford kutsus oma laborisse tööle andekaid aatomiuurijaid, näiteks James Chadwicki ja John Cockfordi.Nende ja teiste teadlaste, eeskätt Marie ja Pierre Curie, Enrico Fermi ja Niels Bohri tööd panid aluse uuele ajastule füüsikas tuumaajastule. Tänu sellele said võimalikuks vähihaigete kiiritus ravi , tuumajõujaamad ja tuumarelv.Aastal 1899 võttis Rutherford kasutusele terminid "alfakiirgus" ja "beetakiirgus", et tähistada kaht tüüpi kiirgust, mis väljuvad vastavalt tooriumist ja uraanist
radioaktiivsusega. Tuvastas, et radioaktiivsed ained tekitavad kolme erinevat tüüpi kiirgust. Tolleks ajaks olid teadlased alles hakanud uurima, mis on aatomi sees. Rohkem kui 2000 aastat oli arvatud, et aatom on midagi tibatillukese kivi taolist, kuid Rutherfordi katsed näitasid, et aatomi sees on väga tihe ja raske klomp - aatomituum, ning et suurem osa aatomist on tühi ruum. Rutherford kutsus oma laborisse tööle mitmeid andekaid aatomiuurijaid, näiteks James Chadwicki ja John Cockfordi. Nende ja teiste teadlaste, eeskätt Marie ja Pierre Curie, Enrico Fermi ja Niels Bohri tööd panid aluse uuele ajastule füüsikas - tuumaajastule. Tänu sellele said võimalikuks vähihaigete kiiritusravi, tuumajõujaamad, aga ka tuumarelv. Tema järgi on nime saanud keemiline element rutherfordium Brilliant eksperimentaalse füüsiku ja üks asutajatest tuumafüüsikat. Ernest