在柏克勒爾對于鈾的放射性質(zhì)進(jìn)行了開創(chuàng)先河的觀察和研究以后，跟著便發(fā)現(xiàn)鈾的射線也像X射線，能使空氣和其他氣體產(chǎn)生導(dǎo)電性，而釷的化合物也經(jīng)人發(fā)現(xiàn)有著類似的性質(zhì)。1896年起，居里夫人和她的丈夫一起進(jìn)行了系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)，在各種元素與其化合物以及天然物中尋找這種效應(yīng)。
柏克勒爾現(xiàn)象，引起了居里夫婦的濃厚興趣，射線放出來的力量究竟是從哪里來的呢？這種放射的性質(zhì)又是什么呢？居里夫人把自己的全部身心都投入到鈾鹽的研究中去了，她廣為搜羅并研究了各種鈾鹽礦石，她被鈾鹽礦石神奇的射線所吸引，她把特別的愛奉獻(xiàn)給了這種特別的礦石。
接受過嚴(yán)格而又系統(tǒng)的高等化學(xué)教育的居里夫人，在研究鈾鹽礦石時想到，沒有任何理由可以證明鈾是唯一能發(fā)射射線的化學(xué)元素。她猜想，一定還會有別的元素也具有同樣的力量，只不過人們還不知道罷了。
她依據(jù)門捷列夫的元素周期律排列的元素，逐一進(jìn)行測定，結(jié)果很快發(fā)現(xiàn)另外一種釷元素的化合物，也自動發(fā)出射線，與鈾射線相似，強度也較接近。居里夫人認(rèn)識到，這種現(xiàn)象決不只是鈾的特性，必須給它一個新名稱，居里夫人就把它命名為“放射性”，鈾、釷等有這種特殊“放射”功能的物質(zhì)，叫做“放射性元素”。
后來，在她的丈夫皮埃爾先生的幫助下，她又測定了能夠收集到的所有礦物，她想知道還有哪些礦物具有放射性。在測量中，她獲得了又一個戲劇性的發(fā)現(xiàn)，在一種來自波希米亞的瀝青鈾礦中，她發(fā)現(xiàn)，其放射性強度比原先設(shè)想的要大不知多少倍。那么，這種不正常的而且過度的放射性又是從哪里來的呢？用這些瀝青鈾礦中的鈾和釷的含量，決不能解釋她觀察到的放射性的強度。
因此，只能有一種解釋，這些瀝青礦物中含有一種比鈾和釷的放射性作用強得多的新元素，而且不是當(dāng)時人類所已經(jīng)知道的元素，它一定是一種未知的元素。居里夫人的發(fā)現(xiàn)吸引了皮埃爾先生的注意，居里夫婦攜起手來，并駕齊驅(qū)，向科學(xué)的未知領(lǐng)域發(fā)起強有力的進(jìn)攻。在條件極其簡陋的實驗室里，經(jīng)過居里夫婦鍥而不舍的長期努力，1898年7月，他們宣布發(fā)現(xiàn)了這種新元素，它比純鈾放射性要高出400倍。
為了紀(jì)念她飽經(jīng)磨難的祖國，新元素被命名為釙（即波蘭的意思）。
1898年12月，居里夫婦又根據(jù)大量的實驗事實宣布，他們又發(fā)現(xiàn)了第二種放射性元素，這種新元素的放射性比釙還強，他們把這種新元素命名為“鐳”。但是，由于沒有釙和鐳的樣品，也沒有釙和鐳的原子量，當(dāng)時的科學(xué)界，幾乎沒有人愿意相信他們的這個驚世駭俗的新發(fā)現(xiàn)。
居里夫婦決心，無論付出什么樣的代價，都要提煉出釙和鐳的樣品，這一方面是為了證實它們的存在，另一方面，也已為了使自己更有把握。居里夫婦是一對經(jīng)濟相當(dāng)拮據(jù)的知識分子，他們無力支付購買瀝青鈾礦所需的高昂的費用。但他們沒有被眼前的這只“攔路虎”所嚇倒，他們幾乎想盡了各種各樣的辦法。
經(jīng)過無數(shù)次的周折，奧地利政府這才正式?jīng)Q定，先捐贈一噸重的殘礦渣給居里夫婦，并且許諾，如果他們將來還需要大量的礦渣，可以在最優(yōu)惠的條件下供應(yīng)給他們。居里夫人立即投入了繁重的提取工作中去，她每次把 20多公斤的廢礦渣放入冶煉鍋里加熱熔化，連續(xù)幾個小時不間斷地用一根粗大的鐵棍攪動沸騰的渣液，而后從中提取僅含百萬分之一的微量物質(zhì)。
從1898年到1902年，經(jīng)過無數(shù)次的提取，處理了近一噸礦石殘渣，終于得到了0.1克的鐳鹽，并測定出了它的原子量是226。
