Không lâu sau giải Nobel, Marie Curie đã thức hiện một khám phá nền tảng khác. Trong quá trình tinh chế urani, bà nhận thấy “chất thải” mà mình bỏ đi không hiểu sao lại có lượng phóng xạ cao hơn urani tới 300 lần.
Kỳ vọng vào một nguyên tố chưa xác định, bà và chồng đã thuê một nhà kho từng được sử dụng để giải phẫu tử thi và đun sôi hàng ngàn cân uraninit (một loại quặng urani) trong vạc, khuấy nó bằng “một thanh sắt to cỡ người tôi” – như bà từng kể – chỉ để thu được vài gram dư lượng mà nghiên cứu. Công việc tẻ ngắt kéo dài nhiều năm này đã được đền đáp bằng hai nguyên tố mới, đem lại cho Marie giải Nobel Hóa học năm 1911. Chúng là các nguyên tố có tính phóng xạ cao gấp nhiều lần bất kỳ nguyên tố nào trước đó.
Thật lạ khi cùng một nghiên cứu cơ bản lại được nhận giải từ hai hạng mục khác nhau, nhưng sự khác biệt giữa các lĩnh vực trong vật lý và hóa học nguyên tử thời đó chưa rõ ràng như ngày nay. Nhiều người đoạt giải trong cả hóa học và vật lý trước đây là nhờ nghiên cứu liên quan đến bảng tuần hoàn, vì các nhà khoa học vẫn còn chưa hiểu hết về bảng này. (Chỉ khi Glenn Seaborg và nhóm của ông tạo ra nguyên tố thứ 96 và đặt tên là Curi nhằm vinh danh Marie, việc này mới trở thành hóa học thuần túy).
Dù sao đi nữa, trong thời kỳ sơ khai đó, chưa từng có ai ngoài Marie được nhận nhiều hơn một giải Nobel.
Là người phát hiện ra các nguyên tố mới, vợ chồng Curie giành được quyền đặt tên cho chúng. Để tận dụng sự giật gân mà các kim loại phóng xạ mới lạ này mang lại (đặc biệt khi một trong hai người khám phá là nữ), Marie đã gọi nguyên tố đầu tiên họ phân lập là Poloni theo tên quê hương hiện đang không tồn tại trên bản đồ của mình (tên Latin của Ba Lan là Polonia).
Marie Curie đã gọi nguyên tố đầu tiên họ phân lập là Poloni.
Chưa có tiền lệ đặt tên nguyên tố vì lí do chính trị, và Marie cho rằng sự lựa chọn táo bạo của họ sẽ thu hút sự chú ý trên toàn thế giới và tiếp thêm động lực cho cuộc đấu tranh giành độc lập của Ba Lan. Nhưng không, thay vào đó, công chúng không những không đếm xỉa mà lại đào xới bê bối tình ái của Marie.
Bi kịch bắt đầu khi một cỗ xe ngựa trên đường tông trúng và gây ra cái chết của Pierre Curie vào năm 1906 (đó là lý do tại sao ông không cùng nhận giải Nobel thứ hai, vì giải này chỉ trao cho những người còn sống).
Vài năm sau, Viện hàn lâm Khoa học danh giá của nước này đã từ chối kết nạp Marie vì bà là phụ nữ (điều này là thật) và bị nghi ngờ là người Do Thái (điều này là bịa). Ngay sau đó, bà cùng Paul Langevin – đồng nghiệp (hóa ra cũng là người tình) – cùng nhau tham dự một hội nghị ở Brussels. Trong cơn giận dữ, bà Langevin gửi những bức thư tình của Paul và Marie cho một tờ báo rẻ tiền và họ đã đăng không thiếu phần nào. Cảm thấy mất thể diện, Paul đã đứng ra quyết đấu để cứu vãn danh dự của Marie, dù sau đó không ai trúng đạn. Chỉ có Paul bị thương do bị vợ mình nện ghế.
Bê bối Langevin nổ ra năm 1911, và Viện hàn lâm Khoa học Thụy Điển đã tranh luận về việc bác bỏ đề cử cho giải Nobel lần thứ hai của Marie do lo sợ hệ lụy chính trị khi dính líu tới bà. Lương tâm khoa học không để họ làm điều đó, nhưng họ đã yêu cầu bà không tham dự buổi lễ vinh danh mình.
Marie tìm thấy chút cứu rỗi khỏi đời sống cá nhân nhiều biến cố khi sự sụp đổ của các đế chế châu Âu sau Thế Chiến I đã giúp Ba Lan hồi sinh. Cuối cùng, nước này đã được tận hưởng hương vị độc lập lần đầu tiên sau nhiều thế kỷ. Nhưng việc đặt tên Ba Lan cho nguyên tố đầu tiên của bà không đóng góp gì cho điều này. Đó hóa ra là một quyết định vội vàng.
Marie Curie - nhà khoa học 2 lần nhận giải Nobel.
Poloni là một kim loại vô dụng và phân rã nhanh đến mức người ta nghĩ nó hẳn được đặt để chế giễu nước Ba Lan. Và với cái chết của tiếng Latin, cái tên Poloni không gợi nhớ đến Polonia mà là ông già Polonius lập cập trong vở kịch Hamlet. Tồi tệ hơn, radium đã làm lu mờ người anh em của nó và tạo ra điều mà Marie hy vọng với Poloni.
Hơn nữa, poloni còn liên quan đến ung thư phổi do thuốc lá, vì cây thuốc lá hấp thụ poloni rất tốt và tích trữ trong lá của chúng. Sau khi đốt và hít vào, khói tàn phá mô phổi bằng phóng xạ.
Trong lịch sử, chỉ có một trường hợp ngộ độc poloni cấp tính duy nhất gây rúng động: chính là về Irène Joliot-Curie, cô con gái của Marie. Bản thân là một nhà khoa học lỗi lạc, Irène cùng chồng đã tiếp bước Marie và sớm thành công hơn mẹ. Thay vì chỉ tìm các nguyên tố phóng xạ, cô đã tìm ra phương pháp để chuyển đổi nguyên tử của các nguyên tố không có tính phóng xạ thành nguyên tử phóng xạ nhân tạo: bắn phá chúng bằng các hạt hạ nguyên tử.
Công trình này đã mang đến giải thưởng Nobel cho riêng cô vào năm 1935. Rủi thay, Irène đã dùng poloni làm nguồn cung hạt hạ nguyên tử cho các thí nghiệm. Năm 1946, không lâu sau khi Ba Lan thoát khỏi Đức Quốc Xã và ngả sang Liên Xô, một viên poloni đã phát nổ trong phòng thí nghiệm và Irène đã hít phải nguyên tố của mẹ mình. Giống như mẹ mình 22 năm trước, Irène cũng qua đời vì bệnh bạch cầu vào năm 1956.