於是，她用同樣的礦物重複再做了十幾，二十次試驗，結果仍然是：按這些礦物的鈾或釷含量，絕對發不出這樣強大的放射性。這樣，唯一的解釋是，這些礦物含有另外一種元素，這種元素的放射作用比鈾或釷強得多。
這是什麼元素？瑪麗居裏檢查過所有已知元素，沒有結論。於是，她做出了一個大膽的假定：這一定是個新元素，是迄今還沒有認識的一種新元素。
這是個大膽的假設!也是一個誘惑人的假設!隻不過，這個未知的新元素還隻存在於居裏夫婦的想象的假定中。假設需要求證，求證是艱苦的過程。
有的科學家卻懷疑他們的試驗和假設，包括瑪麗，居裏的恩師李普曼教授都勸他們：“發現新元素是個複雜的問題，你們一定要慎重！”
“我雖然還不能解釋那種強大的放射作用是由一種什麼樣的新元素發出的，但我和彼埃爾都堅信:這新元素一定存在，我們一定要把它找出來!”居裏夫人說。
這個問題實在太重要了，這是一個意義重大的課題。於是，彼埃爾放下手中已在進行的結晶體研究，和瑪麗一起進行研究。從此，在那潮濕的試驗室裏，有兩個頭腦在同時尋找那未知的新元素。
多少天來，這些射線成了他們唯一思考的課題。在家裏，居裏夫人看孩子時想到它，做飯時也在想著它。為了解開這個謎，她把點點滴滴的時間都用上了。
他們先分析瀝青鈾礦，剔除沒有放射能的部分，把研究的範圍縮小，再依照化學分析的程序，把組成瀝青鈾礦的各種元素分開：然後測量它們的放射性。這樣淘汰許多次之後，範圍越來越小。最後，集中於兩個化學部分裏麵。也就是說，新元素不是一個，而是兩個。
1898年4月，居裏夫婦向法蘭西科學院交出第一篇研究報告，指出：“有幾種鈾礦比純鈾的放射要強得多，這個事實極可注意。它使人們相信，這些礦物中可能含有一種比鈾放射性強得多的新元素”居裏夫婦經過認真的分析後，指出瀝青鈾礦的化學成分是很早就知道的，如果有新元素存在的話，它的含量必然極微。盡管含量很少，但仍可以用硫化物沉澱法，把它從瀝青鈾礦中分離出來。.他們認為，它的化學性質與鉍相似，它的放射性將比鈾大400倍。
1898年7月，居裏夫婦認定了新元素的存在。他們認為已經可以宣布他們已經發現這兩個元素中的一個了。
彼埃爾對他年輕的夫人說你應該給它起個名字。”
我們是不是可以叫它“釙”呢瑪麗，居裏說道。此刻，她很自然地想起了她的祖國。雖然祖國波蘭已經從地圖上消失了，但在她心裏波蘭依然存在。她為這個新元素命名的字頭，與波蘭國名的字頭一樣。
彼埃爾默默地點了點頭。
就這樣，法國科學院在這一年的會報上，記載了這一重大發現。