Stattdessen konnte das Museum einen exakten Nachbau der Apparatur durch die „Société Centrale des Produits Chimiques“ in Paris nach Unterlagen Marie Curies veranlassen und diesen für die Ausstellung zum damaligen Preis von etwa 600 Francs erwerben. Die Apparatur ist heute in der Ausstellung Atomphysik des Deutschen Museums zu sehen.
Mit den in ihrem Labor neu entwickelten Verfahren konnte Curie feststellen, dass die natürliche Strahlung des Minerals Pechblende weitaus höher war, als sein Urananteil vermuten ließ. Pechblende besteht – nach damaligem Kenntnisstand - aus Uran und Sauerstoff und ist eine natürliche Quelle für Radioaktivität. Marie Curie untersuchte und zerlegte die Pechblende chemisch und konnte auf diese Weise zeigen, dass sie zwei weitere, bis dahin unbekannte chemische Elemente enthielt. Diese Elemente zeigten deutlich höhere Strahlung als Uran. Das erste taufte sie nach ihrer Heimat Polen Polonium, das zweite Radium. In einer Publikation über diese Entdeckungen benutzte Marie Curie erstmals den Begriff „radioaktiv“, um die neue Strahlung zu beschreiben.
Zur Anreicherung des neuen Elements Radium zerlegte Marie Curie eine Tonne Pechblende-Abfälle aus Jáchymov (früher Joachimsthal) im heutigen Tschechien. Diese jahrelange, äußerst mühevolle Arbeit, mit der Marie Curie ihre eigene Gesundheit aufs Spiel setzte, wurde im Dezember 1911 mit der Verleihung des Nobelpreises für Chemie belohnt. Marie Curie war damit die erste Person – und ist bis heute die einzige Frau-, der zwei Nobelpreise verleihen wurden.