Ta ja teiste teadlaste, tööd panid aluse uuele ajastule füüsikas tuumaajastule. Tänu sellele said võimalikuks vähihaigete kiiritusravi, tuumajõujaamad ja tuumarelv Aastal 1899 võttis Rutherford kasutusele terminid alfakiirgus ja betakiirgus, et tähistada kaht tüüpi kiirgust, mis väljuvad vastavalt tooriumist ja uuranist. Need kiirgused erinesid läbitungimisvõime poolest: alfakiirguse peatamiseks piisab juba paberilehest. 1900-1903 töötas ta koos Frederick Soddyga, kes pälvis 1921 Nobeli keemiapreemia, ja nad uurisid elementide muundumist üksteiseks. Rutherford näitas, et radioaktiivsus on aatomite lagunemise tagajärg. Rutherford märkas ka, et samast kogusest radioaktiivsest ainest laguneb pool alati konstantse aja jooksul, ja võttis kasutusele termini poolestusaeg. Ta töötas ka välja selle praktilise rakenduse, kasutades seda kellana, ja seda kasutades määras Maa vanuse. Maa osutus märgatavalt vanemaks, kui enamik tolle aja teadlasi arvas.
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. Need kiirgused erinevasid läbitungimisvõime poolest: alfakiirguse peatamiseks piisab juba paberilehest. 19001903 töötas ta koos Frederick Soddyga, kes pälvis 1921 Nobeli keemiapreemia, ja nad uurisid elementide muundumist üksteiseks. Rutherford näitas, et radioaktiivsus on aatomite lagunemise tagajärg. Rutherford märkas ka, et samast kogusest radioaktiivsest ainest laguneb pool alati konstantse aja jooksul, ja võttis kasutusele termini "poolestusaeg". Ta töötas ka välja selle praktilise rakenduse, kasutades seda kellana, ja seda kasutades määras Maa vanuse. Maa osutus märgatavalt vanemaks, kui enamik tolle aja teadlasi arvas
Seal hakkas Rutherford oma tolleaegse õpetaja J.J.Thompsoni soovitusel lähemalt uurima sel ajal veel suhteliselt uudset valdkonda radioaktiivsust. 1898. aastal pakuti Rutherfordile McGilli Ülikoolis Montrealis, Kanadas füüsika teaduskonna juhataja kohta, mille ta vastu võttis. Tema sealne töö 3 teenis talle ka Nobeli preemia keemias. McGilli Ülikoolis tegi Rutherford koostööd Frederick Soddyga, kellega ta uuris osakeste transmutatsiooni ning radioaktiivse kiirguse mõju osakestele. 1900. aastal abiellus Rutherford Mary Georgina Newtoniga, nad said ka ühe tütre, Eileen Mary. Kuid oma elu oli Rutherford siiski pühendanud teadusele. 1907. aastal naasis ta Inglismaale, kus hakkas tööle Manchesteri Ülikoolis füüsika professorina. Ta tegi koostööd Hans Geigeri, Ernest Marsdeni, Niels Bohri ja James Chadwickiga. Seal viis