Vyše štyroch rokov vyčerpávajúcej práce prežila chemička poľského pôvodu Mária Curieová so svojím manželom vo veľkej ošarpanej drevenej kôlni neďaleko ich parížskeho bytu. Tam počas neskorej septembrovej noci roku 1902 konečne objavili rádioaktívny prvok, ktorý nazvali rádium - z latinského radius (lúč).
   Rádium umožnilo prvé účinné riešenie niektorých typov rakoviny tým, že choré ľudské bunky bombardovalo rádioaktívnymi časticami, a tak ich ničilo.
Historický deň prežívali Curieovci tak, že práve prelievali odmerky čistého smolinca do posledných asi 6000 odparovacích misiek. Mária Curieová verila, že tento čierny nerast obsahuje celkom nový dynamický prvok, ktorého lúče by mohli ničiť choré ľudské tkanivo. Dúfala, že pri neprestajnom opakovanom filtrovaní smolinca stále unikajúci prvok v miskách nakoniec vykryštalizuje. Keď v ten večer odchádzali domov, zázrak ešte nenastal. Až krátko pred spaním sa Mária rozhodla ešte raz sa pozrieť na vzorky v miskách a náhlivo sa s Pierrom vybrali do matne osvetlených ulíc.
Odomkli tmavú kôlňu s radmi drevených stolov a spleťou laboratórneho zariadenia a Mária požiadala Pierra, aby nerozsvecoval. Opatrne vošli dnu a tam všade okolo nich, z misiek prikrytých sklom vychádzali lúče svetla. Vyžarovali mäkký, nachovo modrý jas.

Počas niekoľkoročného intenzívneho výskumu Curieovci zistili, že smolinec - ktorý obsahuje veľké množstvo rádioaktívneho oxidu uránu - popálil Márii prsty. Na podráždenej pokožke sa jej vyhodili červené vriedky. Ale pomaly sa zahojili, a tak Mária usúdila, že keď žiarenie môže bez škodlivých následkov ničiť zdravé bunky, mohlo by sa použiť aj na zničenie zhubných buniek.
V roku 1898 oznámili verejnosti, že samovoľné lúče, ktoré nazvala rádioaktívne, -to znamená vysielajúce atómové žiarenie, -vychádzajú aj z kovového prvku tória. Tušila, že je na stope nepolapiteľného rádioaktívneho prvku v smolinci. Vzhľadom na to, že tak dlho odolával vedeckému objaveniu, usúdila, že zrejme existuje v estrémne malých množstvách - v zložení smolincovej rudy tvorí možno len jednu milióntinu.
V Európe sa veľké množstvo smolinca ťažilo v jáchymovských baniach na západe Česka. Uránové soli, ktoré sa z neho vylúhujú, sa tam používali pri výrobe skla. Zvyšok sa vyvážal do blízkeho borového lesa. S pomocou rakúskej vlády tonu tohto zvyšku odoslali Curieovcom. Manželia stáli pred najťažšou úlohou: vytriediť rudu na jenotlivé prvky. Pierre sa ujal presnej laboratórnej práce na výskume rádioaktívnych substancií uránu a polónia (Mária ho objavila na začiatku roku 1898 a pomenovala podľa rodného Poľska). Mária zatiaľ v zaprášenej blúzke, pofŕkanej kyselinou, drela na dvore. Miešala veľké kotly so smolincom a udržiavala pod nimi vo dne aj v noci oheň.
Práca pokračovala bez prestania ďalšie štyri roky, až konečne počas onej jesennej noci v roku 1902 prišiel zaslúžený úspech. Mária uvidela svoje "čarovné modré svätojánske mušky".
Len čo rádium úspešne izolovali, Pierre úmyselne nastavil lúčom svoju ruku. Jeho vedecké srdce zajasalo, keď sa na ruke objavila popálenina. Po necelých ôsmich týždňoch ostala z popáleniny len drobná sivá škvrnka. Pierre opakoval pokus na zvieratách. Rádium malo rovnaký účinok a aj on nadobudol presvedčenie, že tieto silné lúče môžu ničením chorých buniek vyliečiť rakovinové bujnenie.
V roku 1903 Curieovcom spoločne s Henrim Becquerelom udelili Nobelovu cenu za fyziku - za objavenie rádioaktivity. O dva roky na to sa rádium stalo bežných komerčným výrobkom ako zbraň proti rakovine a vyrábalo sa v továrňach po celej Európe.