V roce 1898 objevila nový radioaktivní prvek, který nazvala polonium
Některé objevy jsou jako blesk z čistého nebe, třeba Einsteinova obecná teorie relativity či třeba Heyrovského polarografie. Jiné zase zrají tak dlouho, že je stačí „jen“ utrhnout. Sem patří objev rentgenového záření (konec roku 1895) i Becquerelův objev radioaktivity uranu (počátek roku 1896), který zase bezprostředně vyplynul právě z objevu Röntgenova.
Trvalo několik měsíců než svět, zaujatý hrou s rentgenovým zářením, vzal Becquerelův objev na vědomí a začal se jím soustavně zabývat. A tady vstupuje na scénu mladá Polka Marie Sklodowská, od července roku 1895 Curieová.
O osm let starší manžel Pierre už má vědecké zkušenosti, Marie překypuje elánem a vytrvalostí. K doktorské práci měla na vybranou dvě pole neoraná: rentgenové záření a radioaktivitu.
Zvolila druhé, hlavně proto, že Pierre, čerstvý profesor na škole průmyslové fyziky a chemie, disponoval vhodnými přístroji - váhami pro malá množství a měřičem malých elektrických nábojů (radioaktivita se tehdy zkoumala tak, že se měřila doba, za jakou určité množství uranu, přesněji jím emitované ionizující záření, vybije nabitý elektroskop). Po nabrání zkušeností, napřed v jiném stavu a pak jako kojící matka (první dcera se narodila v září roku 1897) v Pierrově školní laboratoři prozkoumala „zářivost“ několika desítek chemických prvků a poté dvou uranových rud, chalkolitu (torbernitu) a uraninitu (smolince), které se používaly k výrobě některých emailů. Dosáhla nejméně tří významných výsledků.
Ze známých prvků emitují Becquerelovy - radioaktivní, vzduch ionizující - paprsky pouze uran a thorium.
Zářivost (aktivita) jednotlivých sloučenin uranu je přímo úměrná obsahu uranu v nich. Radioaktivita je tedy fyzikální vlastností prvků, nezávisí na jejich chemické podobě.
Chalkolit a zejména uraninit jsou aktivnější než uran; lze proto předpokládat, že obsahují malé množství neznámého prvku mnohem zářivějšího než uran.
Tyto výsledky předložil pařížské Akademii věd (autoři nemohli, nejsouce jejími členy) Curieových učitel a protektor Gabriel Lippmann. Vzápětí se Marie, podporována Pierrem, vydává na lov. V deseti dekagramech smolince, které má k dispozici, chce polapit prvek neznámých chemických vlastností,
Za pomoci zkušeného chemika Gustava Bémonta a spektroskopisty Eugene Demarcaye provozuje, jak to sama nazvala, „chemii neviditelného a nevážitelného“. Jejím mikroskopem a váhami jsou spektroskop a elektroskop.
Separace prvku z melanže dalších spočívá, velmi zjednodušeně, ve vyloužení uranu z rudy kyselinou sírovou (tento postup se používá dodnes). Následovalo rozpuštění většiny rudného zbytku v kyselině dusičné a ve frakčním srážení tohoto roztoku sirovodíkem (sulfanem). Kýžený prvek během separace doprovázel vizmut.
Uprostřed léta pak Henri Becquerel čte v Akademii věd sdělení manželů Curieových o objevu nového zářícího prvku obsaženého v uranových sloučeninách. Objevitelé ho nazvali podle Mariiny vzdálené vlasti - polonium.
Snad ještě větší přínos však obsahuje už název práce: O nové radioaktivní látce obsažené ve smolinci. Poprvé na veřejnosti zaznívá slovo, které my tu z praktických důvodů používáme od začátku - radioaktivní, radioaktivita.
Koncem téhož roku 1898 Curieovi objeví ve smolinci radium.
