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1896年前，倫琴發現了X射線，在科學界引起了巨大的轟動。倫琴用陰極射線管產生出X射線。貝克雷爾考慮到透過普通太陽光對磷光物質的作用是否也可以產生X射線，他的實驗室裡有一些硫酸鉀鈾晶體，他知道這是一種磷光化合物，於是就決定利用它做下列實驗：首先把一張照像底片用一種很厚的黑紙包起來，以確保可見光照不到底片上去，隨後把磷光晶體放在包好的底片上並使其暴露在陽光下。結果他後來洗底片時發現了上面有晶體的影象。
起初貝克雷爾認為他成功地發現了一種新的X射線源。後來他偶然發現這種鈾化合物即使不首先暴露在可見光下，也會發出有穿透能力的射線。有一天，天空烏雲密佈，貝克雷爾已無法準確地重做他的實驗，於是就把實驗物質──磷光晶體和仔細包好的照相底片放在一個抽屜裡，這就沒有首先使晶體暴露在陽光下。可是幾天後他又決定沖洗這未用的底片，出乎意料的是底片上有一個晶體影象。
顯然這裡所牽涉的物質不是普通的磷光物質。貝克雷爾做出明智的決定，放棄原來的計劃，開始研究偶然遇到的這種奇怪現象。他很快就發現由鈾鹽放射出的射線不是X射線，一時被稱為貝克雷爾射線。貝克雷爾還發現這種新型射線可由任何一種鈉鹽放射出來，而不僅僅是他最初研究的那種放射。事實上他發現金屬鈾甚至也具有放射性。由於放射線與鈾的化學形式毫無關係，因而貝克雷爾認識到放射並不是一種化學原
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