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居里夫妇在一块沥青铀矿中追捕这种难以捉摸的“东西”，就像执着的猎人在无尽的针叶林中追捕稀有动物一样。他们拥有研究人员的直觉，加上居里仪器上的读数，能够摸索着前行。他们从事的研究与本生的研究大同小异，当年本生是从杜尔汗矿泉水中提取蓝色物质。不同之处在于：对于本生来说，蓝色的光谱线是引导线，而对于居里夫妇来说，引导线则是由未知物质发出的不可见射线。
皮埃尔和玛丽亚决定宣布结果的这一天终于到来了！“的确，这种‘东西’是存在的，并且已经在我们手中了。”居里夫妇给这种物质取了个名字，尽管那时他们所捕捉的东西仍然只是一个苍白的影子，一种未知物质的微弱回声。
居里夫妇一步步地将这种杂质和沥青铀矿中包含的所有其他元素分离开来。让我们举一个简单的例子来说明他们是如何做到的。
假如你将一袋盐撒在一条沙路上，盐和沙子混合在一起了。你如何将它们分开？答案是，将混合物放入水中加热。结果盐会溶解，沙子会保留下来，然后用薄纱布过滤溶液，并将溶液蒸发，你将再次得到脱离了沙子的纯净盐。当化学家需要从多种物质的化合物，或者几种化合物的混合物中分离出一种纯净形式的物质时，也会做类似的事情，只是在这种情况下，分离路径更加曲折，操作也更加复杂。
化学家分别将化合物或混合物溶解于酸、碱、水中，然后过滤掉沉淀物，接着又将沉淀物溶解在酸中，再将水从溶液中蒸发，这样化学家依次分离出几种成分，剩下的物质会变得越来越浓，最后，连杂质也被分离出来了，剩下的物质，百分之百是他们所需要的化学纯净物。
这样，居里夫妇就从沥青铀矿中提取了神秘物质，中间过程非常困难，因为这种物质的含量很少，而且没人知道它具有什么属性。居里夫妇只知道一件事：未知物质可能发出很强的射线。于是他们就根据这唯一的线索进行搜索。
他们将矿石溶解在酸中，并使硫化氢气体通过该溶液，从溶液中沉淀出深色的含硫金属。最初存在于矿石中的所有铅、铜、砷、铋等一切元素都进入了沉积物中。矿石中的铀、钍、钡和其他成分都保留在透明溶液中。那未知物质呢？它去了哪里？是与那些已沉淀的元素混在一起了，还是留在溶液中呢，还是与其他元素混合在一起呢？
居里将沉淀物和溶液放在电容器上，从沉积物产生了更强的射线。这意味着有活性物质包含在沉淀物中，因此有必要去那里面寻找未知物质。居里逐渐分离出所有其他的杂质，并获得了一份物质，这种物质的辐射强度是铀的四百倍，而且含有大量大家熟知的金属——铋，以及一种可忽略不计的未知物质。
居里夫妇尚未成功将未知物质与铋完全分离，但现在毫无疑问，有朝一日会做到这一点。
在1898年7月，居里夫妇向法国科学院寄送了一份研究报告。他们声称发现了一种类似于铋的新元素，这种元素能自发放射出异常强大的不可见射线。
他们写道：“如果这一点得到证实，那么将这种新元素命名为钋，以用来纪念玛丽亚·斯克罗多夫斯卡娅的祖国（钋在法语中的意思是波兰）。”
五个月过后，在科学院又宣读了居里夫妇的新报告。
他们在焦油矿石中发现了另一种未知元素，这种元素能发出更强的铀射线。就化学性质而言，这种新元素与金属钡非常相似。已经得到的那部分新物质能放射出比纯金属铀强九百倍的射线，居里称这种新的放射性元素为镭，拉丁语意思为“射线”。