1895年，德国物理学家伦琴在研究克鲁克斯管中产生的放电现象时，发现了一种奇妙的射线。这种射线肉眼看不见，但能使照相底片感光，使荧光物质发出荧光，并能像普通光线透过玻璃那样透过黑纸、衣服、甚至金属薄片。伦琴为了强调他自己还不能确定这种奇妙射线的真正本质，就把这种射线叫做X射线。
X射线的发现轰动了当时整个科学界，许多科学家立刻着手对这种射线进行详细的研究，科学杂志上出现了许许多多关于X射线的文章。在匆忙和激动之下，有些研究者竟以为他们自己也发现了其他的新射线，什么“Z射线”、“黑光”之类的报告竞相发表。X射线的狂热，笼罩着整个欧美大陆的所有科学实验室，人们到处都在议论奇妙射线的神秘性质。
X射线的热潮把法国的一位物理学家兼数学家波因凯也卷了进去。当波因凯得到一本载有伦琴叙述关于X射线发现过程的杂志时，他为其中的一个细节感到十分惊讶。伦琴指出：在克鲁克斯管中，X射线正是发生在受到电微粒流冲击的地方，那里发出的荧光也特别强烈。
于是，波因凯推想，既然X射线发生在发出强烈荧光的地方，那么所有发出强烈荧光的物质或许都能发射这种奇妙的射线，而不单单是通电的克鲁克斯管才能发出吧。
另一位法国学者亨利照着波因凯的想法做了实验，实验竟获得了“成功”。1896年2月10日，他在法国科学院宣读了一篇论文，声称荧光材料硫化锌能产生X射线，并使照相底片感光。一星期后，又有人报告说，荧光材料硫化钙被太阳光照射时，也能产生一些穿透性射线，透过黑纸而使照相底片感光。但这些结果实际都是错误的，未能经得起验证。
这时，专门研究荧光现象的法国物理学家贝克勒耳也着手探索荧光物质能否发射X射线的问题。他试验了许多荧光物质，得到的结果都是否定的。但是贝克勒耳是幸运的，当他用自己十五年前制备的硫酸铀酰钾晶体进行试验时，终于得到了肯定的结果。
2月24日他报告说：“在太阳光直接照射下，薄层硫酸铀酰钾晶体在几小时的过程中，放出一种穿透性射线，它透过黑纸而使照相底片感光。若在铀化合物和黑纸包着的照相底片之间放一块金属薄片，则这一部分不能感光而在底片上留下了金属片的像。”
贝克勒耳还发现，散射的太阳光也能使硫酸铀酰钾晶体产生荧光，对照相底片也能产生同样的效果。因此，最初贝克勒耳毫不怀疑自己发现的这种穿透性射线就是X射线，而荧光正是产生X射线的原因。但是，他很快发现自己错了。
2月26日贝克勒耳做实验时，碰巧遇到阴天，铀盐晶体几乎完全没有发出荧光来。他以为这次实验不顺利，便把照相底片和铀盐晶体一起放进了柜子。
四天以后，在做新的实验前，贝克勒耳对这块照相底片是否还能使用没有把握，因此就把它冲洗出来。结果使他大为惊讶，照相底片上竟出现了铀盐晶体的黑影，而且感光度很大。
在黑暗的柜子里，铀盐晶体并没有发出荧光，哪儿来的穿透性射线呢？逻辑的推论必然是：即使没有荧光，也有一种东西在对照相底片发生作用。
进一步的研究表明，这种穿透性射线的产生确实与荧光毫无关系。早已知道，铀化合物并不是都能产生荧光的。但是，那些不产生荧光的铀化合物却同样地具有使照相底片感光的本领。将铀化合物长期地保存在黑暗处，它的穿透性射线的强度不会发生丝毫的改变。铀盐的溶液以及在未曝光的条件下从铀盐溶液中析出的晶体，也能放出这种射线。这表明，穿透性射线不可能是由于可见光照射晶体以后，晶体把吸收的能量缓慢地放出来的结果。
实验终于确定了放射出穿透性射线是铀元素所固有的特性，这种射线被称为铀射线或贝克勒耳射线。
贝克勒耳发现的铀射线与伦琴发现的X射线有些相仿，它们都能穿过黑纸或不太厚的金属片，对照相底片发生作用。但是两者之间又有着很大的区别，X射线是在极稀薄的气体中放电时产生的，气体的压强大约是一个大气压的百万分之一；在放电的两个电极间需要加上极高的电压，它比我们日常生活中使用的220伏电压高数百倍。在这样的条件下，X射线的产生与放电管中所充气体的性质和电极物质的性质均无关。而铀射线则不需要加任何电压，也用不着什么稀薄气体。X射线只是在放电时才产生，而铀射线却时时刻刻都在放射。
铀射线时时刻刻都在自发地放射着。它给人们带来了原子核内部的第一个信息，它是原子能世纪的第一缕曙光。铀在它被发现后沉睡了一百多年，终于被贝克勒耳唤醒，这个最重的天然元素，开始在科学史上放射出奇光异彩。
贝克勒耳发现铀射线以后，很自然使人们联想到：是否还有别的元素也像铀一样能放出这种看不见的射线呢？于是对所有元素进行普查便成了必然的趋势。
当时，原籍波兰的法国女科学家玛丽·居里大学刚毕业，对贝克勒耳发现的现象特别感兴趣，于是就决定把它作为自己的第一个研究课题。
要对看不见的射线进行研究，就要有一种探测射线的仪器。当时一般都是使用照相底片进行探测的，但这种方法很麻烦，而且灵敏度也不高。于是玛丽·居里的丈夫皮埃尔·居里设计了一种灵巧的射线探测仪，这种仪器实际上是一种验电器。测量时，只要把待测样品放在验电器的平行金属板电容器之间，然后观察验电器的指针是否摆动，便可知道样品中是否含有放出看不见的射线的物质。
居里夫人有了这种灵巧的仪器，就可以方便地进行研究工作了。她小心翼翼地测量着她所能得到的每一种化学物质，其中有纯净的盐类，有比黄金还贵重的稀有化合物，有矿物博物馆赠送给她的珍贵的矿物标本。
很长时间内，居里夫人的研究工作没有什么进展。虽然她在金属板间换放了数百种不同的物质，但是验电器的指针依然纹丝不动。不过，天下无难事，只怕有心人，当她对含钍化合物进行测量时，验电器的指针终于动了。钍也能放射看不见的射线。不难想象，此时此刻的居里夫人，心情该是多么激动。
初次大捷给年青的居里夫人以极大的鼓舞。在她继续进行探索工作的时候，又遇到了一件更为惊人的事实：她发现提炼铀的矿石—沥青铀矿放出的射线强度竟比金属铀还强。这一异常现象显然说明：在沥青铀矿中，至少存在着另一种未知元素，它放射贝克勒耳射线的能力比铀强得多。
皮埃尔·居里深深意识到这一发现的重要意义，因而不惜放弃自己的研究课题，去全力支持他夫人的工作。
居里夫妇经过长期顽强的工作，终于在1898年成功地分离出了两种新元素，它们也能放射出很强的贝克勒耳射线，他们把其中的一种命名为钋，以纪念居里夫人的祖国—波兰；而把另一种命名为镭（放射光芒的意思）。
钋和镭的发现说明：诚然，并不是所有的元素都能放出射线，但也并不是只有铀才会放出射线。贝克勒耳发现的现象并不是一种罕见现象，因此居里夫人给所有放射贝克勒耳射线的物质取了一个总的名称，叫做放射性物质，而把放射贝克勒耳射线的现象叫做放射性现象。
镭的放射性要比铀强几百万倍，镭的化合物在黑暗中甚至能够闪闪发光，奇妙无比。请看居里夫人的一段描述：“晚间到工作室去，已成了我们的赏心乐事之一。举目四望，那珍藏着我们制品的小瓶小管，都在黑暗中闪烁着微弱的光亮。这委实是一种可爱的景象，这景象对我们永远是新奇的。这些发光的小管，看上去宛若轻盈婀娜的小仙女。”