居里夫人果断地决定，把所有已经知道的化学元素和它们的化合物都检查一遍，看看有没有什么其他的物质也具有这种放出射线的本领。经过这次全面的检查，果然，居里夫人获得一次重要的发现，一种名叫钍的元素和它的化合物，也能自动发出看不见的射线来。这样，居里夫人足以断定，这种现象决不单单是铀的特性。她认为，应当给这种现象确定一个新的名称。她提议把这种现象叫做“放射性”，铀和钍等等有放射性的化学元素叫做“放射性元素”，它们放出的那种看不见的射线就叫做“放射线”。
在研究放射线的一次测量中，出现了一个十分意外的情况，在一种沥青铀矿中，居里夫人测得的放射性强度，比预计的强度要大得多！
居里夫人经过反复考虑，她认为，这种反常现象只有一种合理的解释，那就是：沥青铀矿石中，一定还含有一种未知的放射性更强的元素，这种未知元素的含量一定很少，不会超过１％，于是，她宣布沥青铀矿中“含有一种比铀的放射性强得多的元素”。为了找到这个元素，丈夫皮埃尔·居里毅然停下自己的研究，来和妻子一道研究这种新元素。
他们废寝忘食，夜以继日，按照化学分析的程序，分析矿石所含有的各种元素及其放射性，几经淘汰，逐渐得知那种制造反常的放射性的未知元素隐藏在矿石的两个化学部分里。经过不懈的努力，１８９８年，他们从沥青铀矿石中分离出一种同铋混合在一起的物质，并且测量出它的放射性强度远远超过铀，这是他们寻找到的一种新元素，它的化学性质与铅相似，放射性比铀强４００倍。
皮埃尔请居里夫人给这一新元素命名，她安静地想了一会，回答说：
“我们可否叫它为”钋“。居里夫人以此纪念她念念不忘的祖国，那个在世界地图上已被俄、德、奥瓜分掉的国家———波兰。这个新发现的钋，就是后来被列为《元素周期表》上的第８４号元素。
发现钋元素之后，居里夫妇以孜孜不倦的精神，继续进行分析。他们经过浓缩、分步结晶，终于在同年１２月得到少量的不很纯净的白色粉末。这种白色粉末在黑暗中闪烁着白光，据此居里夫妇把它命名为镭，它的拉丁语原意是”放射“。
对于居里夫妇的发现，一些化学家明确地表示，把镭指给我们看，我们才相信它的存在。要从铀矿中提炼出纯镭，并把它们的原子量测出来，这是一个非常大的难题。为了克服这一困难，他们四处奔波，争取有关部门的帮助和支援。在他们的努力下，奥地利馈赠了１吨铀矿残渣。他们又在理化学校借到一个破漏棚屋，开始了更为艰辛的工作。
居里夫人和她的丈夫就是在这间陋室内开始了提炼镭的工作。每天居里夫人穿着沾满灰尘和污渍的工作服，翻倒矿石，搅拌冶锅，倾倒溶液，干个不停。矮小的实验室内，铁屑飞扬，蒸汽熏人，而居里夫人那时又正害着结核病，但她丝毫不顾这些，依然顽强地工作，经常连饭都带到实验室来吃，更不说休息了。有时候她整天就用一根粗重的铁条，搅拌一堆沸腾的东西。到了晚上，早已是筋疲力尽，不能动弹。
就这样，经过４５个月的艰苦努力，居里夫妇终于从４００吨铀沥青矿渣，１０００吨化学药品和８００吨水中，提炼出微乎其微的约０。１克的一种白色粉末状的东西，两人大失所望，因为他们认为镭应是一种结晶体的物质，两人灰心地回了家。
晚上９点钟，居里夫人给女儿洗了澡，然后哄着她入睡了。她走下楼来，拿起针线，想接着把女儿的新围裙缝好。可是，却怎么也不能专心缝纫，在那个小棚屋的实验室里，她还有一个刚刚诞生的不知名的”孩子“呀！她轻轻地说了一声：”皮埃尔，我们到实验室去一下好吗？“于是，他们穿上外衣，挽臂而行。一路上，话语极少。她想起了在祖国给人做家庭教师的情景，想起了理学院附近那间小阁楼，想起了他们勇敢地宣布发现镭的那一天……到了，还是那一间小破屋。居里先生打开锁，他刚跨入门槛，居里夫人说道：”不要点灯，“她微笑着又说了一句，”‘我希望镭有美丽的颜色’！这是你说过的话，不记得吗？“看见了！看见了！美极了！美极了！这间破屋简直成了一座魔宫。那个装着镭盐的白色粉末的小玻璃管里，正在发着一种略带蓝色的荧光，这是神圣的科学之光啊！镭不仅有”美丽的颜色“，还自动发光，这是在它”诞生“之前，谁也不曾料到的！居里夫妇摸到椅子，轻轻坐下来，相互依偎着，谁也不说话，深沉地、久久地凝视着那美丽的光，这是他们抛弃一切安闲和享乐，费尽全部心血和智慧，才从那无限神秘的天然放射性物质里夺来的一束永恒之光啊！
就这样居里夫妇提炼出了０１克的纯镭，并测得镭的原子量为２２５，而居里夫人的体重却因此而减轻了十几斤！
居里夫人提炼镭成功之后，曾有人劝他们向政府申请专利权，垄断镭的制造，可以发大财。皮埃尔让居里夫人做决定，居里夫人说：”不应当要专利，那是违背科学精神的。科学家的研究成果应该公开发表，别人要研制，不应受到任何限制……何况镭是对病人有好处的，我们不应当借此来谋利。“他们夫妇立即向社会公开了提取镭的方法。
１９３４年７月４日，这是科学史上永远发出悲声的一天。居里夫人非凡的头脑停止思考了！神圣的科学事业，本来需要她活得更久，然而她却在６７岁的时候，永远地离开了人间。她最后死于恶性贫血症，这是她长期无畏地和强烈放射性物质打交道造成的。她创造、发展了这门科学，然而它也夺去了她的生命！她最后对亲人嘱咐说，决不要为她举行惊动社会的葬礼，她希望埋到巴黎郊区的梭镇，永远和皮埃尔·居里在一起！
著名学者爱因斯坦曾经这样评价居里夫人：”在我所认识的所有著名人物里面，居里夫人是唯一不为盛名所颠倒的人。“她坚定地说：”在科学上重要的是研究出来的‘东西’，不是研究者的‘个人’。“这也正是居里夫人伟大之处。
提出同位素假说的索迪
索迪，英国著名化学家。１９１０年提出了同位素假说，１９１３年发现了放射性元素的位移规律，为放射化学、核物理学这两门新学科的建立奠定了重要基础。
索迪生于英国伦敦一个商人家庭。少年时就立志将来做一位有成就的科学家，为此，从小学到大学他都努力学习，学习成绩年年优秀，还曾多次获得奖学金，１７岁时，他以荣获一级荣誉学位的优异成绩毕业于牛津大学。
１９世纪末，化学家发现一部分铀具有放射性，另一部分铀却无放射性，同时还发现钍、镭等放射性元素不仅能产生具有放射性的物质，而且还能使与它有接触的物质也产生放射性。这种放射性还会随着时间流逝而减弱，最后会消失。这些奇异的、当时无法解释的现象引起了当时正在加拿大蒙特利尔大学任实验物理学教授的卢瑟福的极大兴趣。他决定开展这一课题的研究，然而他觉得开展这项研究，必须为自己配备一个精通化学的实验助手。正当卢瑟福为自己寻找助手时，恰逢索迪到蒙特利尔大学访问，索迪一眼就被卢瑟福相中。就这样索迪刚出校门不久，就很幸运地成为卢瑟福的助手。事实已证明他们的合作是卓有成效的。
他们首先对钍的放射性做了大量的实验。他们将硝酸钍溶液用氨处理，沉淀出氢氧化钍，过滤后检查干燥的沉淀，发现其放射性显著降低，而将滤液蒸干除去硝酸铵后的残渣，却有极强的放射性，但过了一个月后，残渣的放射性消失，而钍却又恢复了原有的放射性。他们证实钍的放射性的确变化无常。他们还发现，如果把钍放在密闭的器皿中，其放射性强度较稳定，如果放在一个敞开的器皿中，其放射性强度就会变化不定，尤其容易受表面掠过的空气的影响。他们推测这可能是由于有某种物质放射出来，不久他们便证明这种被放射出来的物质是一种气体———钍射气。
他们还对有放射性的镭、锕进行实验研究，也发现存在同钍一样的现象。他们把镭放射出来的气体称为镭射气，锕放射出来的气体叫锕射气。根据这些实验结果，１９０２年卢瑟福、索迪提出元素蜕变假说：放射性是由于原子本身分裂或蜕变为另一种元素的原子而引起的。这与一般的化学反应不同，它不是原子间或分子间的变化，而是原子本身的自发变化，放射出射线，变成新的放射性元素，同时他们将这些实验结果和上述假说整理写成论文：”放射性的变化“。他们关于元素蜕变的假说一提出来，立即引起物理学界、化学界的强烈反对，因为他们认为一种元素的原子可以变成另一种元素的原子的观点，打破了长期以来认为元素的原子不能改变的传统观念。
卢瑟福和索迪在提出元素蜕变假说时，根据放射性元素在自发地发射射线的同时，还不断地放出能量这一事实，提出了”原子能“的概念。卢瑟福还用这一理论说明了太阳能和地热的来源，由此平息了物理学家和地质学家对此的长期争论。
在提出元素蜕变假说后，卢瑟福、索迪开始了对放射性元素的进一步深入研究。
１８９９年卢瑟福曾发现铀和铀的化合物所发出的射线有两种，一种极易被吸收，他命名为α射线；另一种有较强的穿透本领，他称之为β射线。继续研究时，他们又发现镭衰变时放射出氦离子，于是他们推测ｄ射线就是氦离子流。为了验证这一推测，索迪离开了卢瑟福实验室，回到伦敦，和以发现和研究惰性气体闻名于世的拉姆塞合作，研究放射性镭所放射的气体。不久他们的实验就确认了卢瑟福和索迪的上述推测，α射线就是带正电荷的氦离子流。卢瑟福则证明该射线就是电子流，他们的共同努力终于揭示了放射线的本质。
卢瑟福、索迪的开创性工作吸引了许多年轻的科学家。在此后的几年，人们不断地用各种方法从铀、钍、锕等放射性元素中分离出一种又一种”新“的放射性元素。八年后，被分离出来并加以研究过的放射性元素已近３０种，多到周期表中没有可容纳它们的空位。这就产生了矛盾，怀疑周期表对放射性元素是否适用，另外人们对这些新发现的放射性元素进行对比研究后，发现有些放射性不同的元素化学性质则完全一样。例如钍导由它蜕变生成的射钍，尽管放射性显著不同，可是将它们混合后，却难以用化学方法使它们分离，化学性质则完全一样。这类事实积累得愈来愈多。
索迪根据这类事实，于１９１０年提出了著名的同位素假说，存在不同原子量和放射性，但其物理、化学性质完全一样的化学元素变种，这些变种应该处在周期表的同一位置上，因而命名为同位素。