他们用钋的α射线轰击铝箔，在威尔逊膨胀云室观察到铝衰变时放出质子和大量电子。如果用很薄的一层铍把钋源盖住就有正电子和负电子放出来。他们认为这种情况是由于用α粒子轰击时在铍里产生的伽马辐射的内转换所造成的。
但他们的解释不能说明铝放出正电子的现象。为此他们提出一种解释：当一个2713Al原子核俘获一个α粒子时，就会有一个质子或一个中子和一个正电子放出来。无论发生哪一种状况，产生的原子核都是稳定的3014Si。
当约里奥—居里夫妇通过实验以确定能使铝产生正电子的α射线的最低能量的时候，他们发现这些粒子不是立即放出的，而是经过几分钟的辐照之后才放出的，同时在辐照停止后还持续了一个短时间。
这样，铝箔在撤离辐射源后经照射几分钟即产生放射性，半衰期为3分15秒。辐射由正电子组成。放射性的衰变是指数式的；硼和镁经照射后，它们放射性的半衰期分别为14分种和25分钟。
他们得出的结论是：他们当时接触的是新的放射性元素和一种放出正电子的新型放射性。他们发现电子是按连续光谱分布的。这就证实了他们的想法：所产生的放射性物体和天然放射性元素是相似的。
约里奥—居里夫妇的发现为元素的人工嬗变提供了第一个化学证明。
在伯克利，物理学家劳伦斯在自己制造的回旋加速器上进行实验时，轰击的元素个个都带有放射性，他们却从来没有注意这一点。
劳伦斯看了《报告》杂志上约里奥发表的文章后，回到自己的实验室，用回旋加速器进行了类似的实验。
他们看到了约里奥发表的人工放射性元素。
劳伦斯和他的助手们一样，面面相觑。
“这个发现我们本来随时可以做到的。”沉默了一会儿，一个叫索顿的首先说道。
利文斯顿则说得更干脆：
“我真想打大家的屁股！”
1935年11月14日，约里奥收到了来自瑞典斯德哥尔摩的电报和公函。
公函上写着：“因合成新的放射性元素，瑞典科学院将1935年度诺贝尔化学奖授予约里奥—居里及其夫人伊伦娜·约里奥—居里。”
他们的心情非常激动，这是居里家第三次获此殊荣了，居里夫妇在1903年获得物理奖，玛丽·居里于1911年获得化学奖。
对荣誉的看法，伊伦娜和自己的父母是一致的，她和约里奥为了躲避新闻记者，在巴黎的勒诺特大街租了一套新居。他们的经济也宽裕了。
约里奥同时遭受了很大的损失，他具有极强的社会责任感，诺贝尔奖使他成名后，他不得不满足社会上对他提出的种种要求。他再也不能专心从事自己热爱的实验室工作了。
但他仍然抽出时间，指导制造了西欧第一台回旋加速器，这台加速器可以提供能量达7兆电子伏的氘核束，在当时是非常先进的。
伟大的爱国者
1939年1月30日，约里奥向科学院提出了《铀和钍核在中子轰击下发生爆炸性碎裂的实验证明》的论文。
接着，他和自己的助手计算出用热中子照射铀而释放出的中子的能量至少有11兆电子伏。
有人曾做过这样一个计算：
假如1立方米凝结起来的氧化铀粉末重4.2吨，含有3000亿亿亿个分子，或3倍于这个数字的铀原子，每个原子释放大约180兆电子伏，总共将放出27000万亿千克米的能量。这意味着1立方米的氧化铀足以把1立方公里的水在空中举高27公里！
真是一个惊人的能量源！
当时，德国已占领了奥地利，二次大战的阴影笼罩在欧洲的上空。
德国会不会据此造出原子弹呢？
一些被迫流亡的科学家提出建议：要求停止自由发表有关原子能领域的文章，以防被德国所用。
约里奥也收到了类似的建议。
他拍去的复电是：“不。”
约里奥认为：这一建议与科学活动中必不可少的国际自由交流的原则是背道而驰的。
他当然是反对希特勒的，但原则上认为公开发表文章必须进行下去，否则就等于希特勒又成功地扼杀了科学珍贵的自由。
约里奥也考虑到了原子能在工业和军事上的前景问题，科学家们的忧虑并非杞人忧天。
约里奥想到了专利权。
在此之前，他和伊伦娜的态度是明确的，对自己发现的人工放射性采取了最无私最慷慨的态度。
但战争随时都会爆发，要想确保法国在这一极为重要的领域里遥遥领先的地位，只有采取专利权的办法。
他们取得了建设和使用原子反应堆的专利权，然后把它转给了国家科学研究中心。
9月3日，英法对德宣战了。
约里奥重新穿上了军装。他主管陆军第一科学研究组。这个研究组实际上从事着原子能的秘密研究。
1939年11月，约里奥提出两项建议：
第一，向美国购买400公斤金属铀，第二，向挪威借其全部贮备的重水200公斤。
约里奥此时已明确了铀和重水是战争时敌对双方争夺的一个重要资源，战争期间，这两种原料将无处可购。
更重要的是，他们的研究取得了重要成果：他们发现破裂后放出的中子，造出能产生收敛链式反应的铀介质，最后阐明了造成一个发散链式反应所必需的条件。
或者简单点说：约里奥发现了制造原子弹的基本原理。
对这一发现，约里奥持非常谨慎的态度。
他把自己的发现写成文件，然后将它密封，存放在科学院的档案室里。
文件在科学院一放就是10年，直到1948年8月18日才启封。
文件内容是：用含有铀的媒介物造成一个无限的链式反应的可能性。
约里奥以大局为重的态度由此可见一斑。当然，这是后话。
约里奥的两条建议被采纳，军方立刻和美国联系，购得了400公斤金属铀。
重水的问题则让他们挠头，它惟一的大规模生产者是挪威克维尔斯托夫水电有限公司，从德国盖世太保眼皮底下将200公斤重水运到法国，无异于火中取栗。
军方为此制定了周密的计划，耗费了大量的人力和财力，1940年3月，几经周折，终于将200公斤重水秘密运抵法国。
然而不久，战争形势就急剧恶化，德国人快要占领巴黎了。
金属铀、重水及一批重要的仪器和资料必须再度转移。
经过紧张的安排，这些贵重物品将由运煤船“布鲁姆帕克号”运往英国。
约里奥决定留在法国，他预见到：战争将是残酷的，但希特勒注定要完蛋，这只不过是个时间问题。
法国沦陷了，德国人接管了巴黎，他们在约里奥的实验室门口贴了一个通告，规定没有特别许可不得入内。
约里奥和伊伦娜一直住在克莱维弗尔，因为伊伦娜生了孩子后，身体虚弱，之后就常常贫血，留在克莱维弗尔治病。
约里奥是在8月9日回到巴黎的。
德国人立刻在他的实验室和他见面，全体工作人员都被召集来了。
德国将军舒曼风雅大度地发表讲话，表示他非常赞赏约里奥进行的伟大工作，希望他们为了科学保证共同前进，并有一个富有成果的合作时期。
然而到了约里奥的私室后，德国人的态度就大大改变了：粗暴、露骨、蛮横。他们审讯犯人般对约里奥进行了盘问。
问：“重水哪里去了？”
约里奥：“在波尔多装到一艘英国船上去了。”
问：“船的名字叫什么？”
约里奥：“×号。”（一艘在空袭中被炸沉的船的名字）问：“铀哪里去了？”
约里奥：“军备部收走了。”
问：“送到什么地方去了？”
约里奥：“我不知道，没有告诉我送去的地方。”
问：“你是说你不知道铀被送到哪里去了吗？”
约里奥：“是的。”
问：“可是，别人不知道，你肯定知道。”
约里奥：“我不知道。”
德国人问不出什么，又把目标转向了回旋加速器。
问：“你的回旋加速器的情况怎么样？
约里奥：“还在安装中。”
问：“你估计什么时候可以完成？”
约里奥：“到时候就能完成。”
约里奥非常沉着小心，没有露出一丝破绽，德国人一无所获。
德国人要求约里奥的实验室接受4个德国研究人员，跟随他从事铀的研究。这样他们才能同意实验室重新开始工作。
约里奥的实验室生活又开始了，他自有主张，对他的法国同事们解释说：
“军事上我们打败了，但我们必须为祖国进行另一场战斗，……法兰西总归要重新赢得独立，将来需要有能胜任核物理方面工作的物理学家和化学家。”
正是由于这种精粹的爱国主义，约里奥一直保持着生气勃勃的斗志。
法国人还以另一种方法和德国人作对：德国人博特要求使用回旋加速器，约里奥同意了，但这台机器老是出毛病，开一会儿机器就变得滚烫，只好把所有的开关马上关掉。这样的事故发生了多次，德国人却从没有怀疑过有人破坏。
实际上想要它出毛病很简单：将冷却系统中的一个水龙头关掉就可以了，这件事一直都由法国主任机械师台尔曼负责进行。
约里奥还参加了一个抵抗运动小组，开展在德国的强权下挽救法国文化生活的活动。
德国人失去了耐心，他们首先逮捕了已86岁的朗之万。
消息传开，世界各地抗议声四起，巴黎法兰西学院举行了大示威，约里奥发表了讲话，他尽力克制着自己的愤怒，谴责德国人对一个伟大人物的侵犯。
最后，他坚定地宣布：除非朗之万获得自由，否则他的实验室将彻底关闭。
声势浩大的示威终于换取了朗之万的自由，38天后，朗之万被释放了。
约里奥的处境则变得困难起来。
德国人没有动他，他们还需要他带几个德国人进行研究工作。但约里奥的行动已经受到了一些限制。
1942年，约里奥加入了共产党，成为法国共产党一名正式党员。
在严峻、黑暗的日子里，约里奥的这一行为无异于找死。
“我之所以成为共产党员，是因为我是一个爱国者”。约里奥这样答复那些感到疑惑不解的人。
作为一个共产党员，约里奥已将生命置之度外，他利用自己的便利条件，贮藏了一批枪枝、弹药、炸药、雷管，并秘密将它们提供给抗德特工队。
他曾两次被德国盖世太保逮捕，但约里奥泰然自若，德国人抓不住他任何把柄，只好把他释放了。
1934年，德国军队不可战胜的神话被戳穿了，希特勒的帝国面临着崩溃。
约里奥以昂扬的斗志，直接参加了对德国占领军的打击行动，直到巴黎解放。
1946年3月19日，法国政府在授予约里奥荣誉十字勋章时这样评价他：
“杰出的科学家和伟大的爱国者，他的威信和他个人的行动为创造和发展这个国家的抵抗精神作出了很大的贡献。在极端困难和危险的情况下，由于他沉着果断和高度的才干，使组织生产在与占领者的斗争中所使用的炸弹和燃烧瓶成为可能。首都解放后，他回到了国内武装部队指挥部指定给他的岗位，并亲自指挥了制造打击敌人坦克所使用的武器，证明了他在任何情况下都能临危不惧。”
神圣的职责
解放后的法国百废待兴：物资匮乏，建筑失修，人才奇缺。
约里奥负责法国科学的重建工作。
1945年，他担任了国家科学研究中心主任。
要想使法国迅速恢复和发展经济能力，只有提高生产力，彻底实现现代化。
约里奥为此制定了一项庞大的、令人生畏的工作计划。
计划重点包括人才的培养、科学的实际应用、设备的制造更新等等。
这需要一笔巨大的资金，财政紧缺的法国政府能拨给科学研究部门这笔巨款吗？
约里奥亲自前往法国财政部，会见了财政部长和“拿着剪刀”坐在那里的预算主任。
约里奥简明扼要地申述了他的理由。
“款子批准了。”财政部长最后说。
预算主任惟一一次没有行使自己的“裁减”权力，约里奥所需的款项足额发放了。
国家科学研究中心的预算由1945年的301745000法郎增加到1946年的632644000法郎。
这里约里奥努力的结果，他成功地显示了启发人们心灵的才能，把国家与科学工作者紧密地连在一起。
由于原子弹在日本的爆炸，约里奥看到了科学消极的一面，他认为这是科学的悲剧，也是自己的悲剧。
约里奥热情善良，具有敏锐的洞察力和果断处理问题的才能，使他得以成为法国科学界的领导人物。
这时，他的虚荣心也产生了，希望被人理解，受人拥戴。
冷战时期，法国成立了原子能总署，开始了原子反应堆的建设。
约里奥负责处理所有的重大方针问题，伊伦娜负责化学上的问题。
他们的工作很困难，进展速度令人绝望的缓慢，许多工作人员都失去了耐心，焦躁不安。
约里奥没有失去信心，他向来是以乐观出名的。
1948年12月15日，一个寒风凛冽的早晨。
6点30分，约里奥和他的小组成员到夏蒂荣——原子反应堆建设所在地准时报到上班了。
今天，是“重水氧化铀零功率反应堆”正式启动的日子。成败在此一举。
7点10分，注入第一次重水，记录仪也进入工作状态。
但是没有动静，约里奥有些不安，他让助手考瓦尔斯基又注入一些重水。
记数器开始上升了，巨人般的反应堆要活动它的肌肉了。
大家都聚集在仪器旁，吃着夹心面包，喝着酒，怀着激动的心情等待着那振奋人心的时刻。
12点20分，约里奥又注入一次重水：温度像箭一般地升上去了。
梦寐以求的链式反应得到了。
几分钟后，“重水氧化铀零功率反应堆”大楼的门打开了。约里奥容光焕发地走了出来，对门外等候已久的人群说：
“我高兴地宣布：今天12点20分，法国第一座原子反应堆开始工作了。”
他的话立刻被经久不息的掌声淹没了，人们欢呼着向他拥来，约里奥霎时便被狂热的人群抛了起来。
约里奥感动地流下了眼泪，多少艰辛、误解此刻都已被泪水冲刷得干干净净，他的心里充溢着幸福和骄傲。
庞大的宣传机构立刻把这一伟大的成就披露于世，约里奥也成了记者追逐的焦点。
有记者问：“原子反应堆是否表示你所在的共产党独家和平实现了？”
“这是我们向法兰西民族奉献的第一项成果，是法国人民和平的资本，不属于任何政党。”
约里奥回答。
“你将保守你的工作秘密吗？”
“我们将最大限度地发表我们理论研究的成果，我们现在有东西可以和最先进的国家进行交换。”约里奥毫不犹豫地说。
一位美国记者问：“你们还需要多长时间就可以制造原子弹了？”
约里奥对此做了简单明了的答复：
“我们与原子弹毫无瓜葛。”
约里奥的态度是众所周知的，但由于他是一名积极的共产党员，参加了许多科学范围之外的活动，受到了英、法、美等许多右翼报纸的攻击。
约里奥意识到自己正走在一条艰难的道路上，攻击他的叫嚣声越来越高，但他的鲜明立场却一刻也没有改变。
1949年4月20日，约里奥主持了第一次世界保卫和平代表大会的开幕式，几天后发表了保卫和平、限制原子弹的声明。1950年4月5日，在共产党代表大会上，他重申了这一立场。
他惹恼了美国和英国等西方国家，法国为了维持与美国及北大西洋同盟之间的关系，不得不让约里奥下台。
1950年4月28日，约里奥被免去原子能总署高级专员的职务。