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폴란드 출신으로 프랑스의 소르본느대학에서 유학하던 여성과학자 마리(Marie Curie 1867~1934, 폴란드명: 마리아 스크워도프스카)는 뢴트겐이 X선을 발견한 1895년 같은 대학의 물리학 교수인 피에르 퀴리와 결혼한다.

피에르 퀴리는 자신의 실험실에서 연구를 도왔던 마리가 뛰어난 과학자의 자질을 지니고 있음을 알고 마리의 학업을 적극 지원해온 지지자였다.

결혼 직후 1896년 마리는 박사학위 논문주제를 찾고 있었는데, 당시 베크렐이 발견한 우라늄염에서의 베크렐선 현상에 대해 접하고, 자연계에서 베크렐선 현상을 보이는 물질이 우라늄 외에도 더 존재할 것이라고 믿고 그 물질들을 찾아 연구하기로 한다.

마리는 피치블랜드(역청우라늄광)라는 광물이 순수한 우라늄보다 강한 방사능을 배출한다는 사실을 알아내고, 이러한 광물을 효과적으로 분석하는 방법에 관해 남편인 피에르의 지원을 받아가며 피치블랜드의 성분을 분리해내는 실험을 시작했다.

이후 퀴리 부부는 아예 공동으로 연구하기로 하고, 지루하고 긴 실험을 반복하며 피치블랜드의 성분을 분리하여 1898년 마침내 베크렐이 연구했던 우라늄보다 감광작용이 4배나 강한 새로운 물질을 찾아내게 된다.

그리고 이 미지의 물질이 두 가지 원소의 혼합물이라는 사실을 밝혀냈으며, 그중 하나를 분리해내는 데 성공하였다. 새로운 원소는 우라늄염보다 400배나 감광작용이 강했다.

퀴리 부부는 새로운 원소의 이름을 마리의 조국 폴란드를 기리는 의미에서 ‘폴로늄’이라고 명명했다. 마리는 우라늉이나 폴로늄처럼 자연계에서 감광작용과 전리작용 및 형광작용을 나타내는 물질들에 대해 처음으로 방사능(또는 방사성물질)이라고 불렀고, 이들 물질에서 나오는 빛을 방사선이라고 명명했다.

그리고 또 다른 새로운 원소에 대한 연구를 진행하여 감광작용 능력이 우라늄보다 무려 250만 배나 강한 원소를 발견하고, 강력한 빛을 방사(放肆, radiate)한다는 뜻으로 원소의 이름을 라듐(radium)이라고 지었다.

퀴리 부부가 라듐의 성질을 자세히 조사한 결과, 그 방사능은 어떤 화학작용에도 쉽게 변하지 않는다는 사실을 알게 되었다. 그리고 라듐의 양에 비례해 방출되는 방사선이 강해지고, 감광작용과 전리작용도 강해진다는 것을 확인했으며, 방사선 방출과정에서 상당한 열이 나온다는 점도 알아냈다.

이러한 사실은 과학계가 그때까지 알고 있던 화학반응 이론으로는 설명하기 어려운 것들이었다. 마리는 이러한 현상이 물질의 기본적인 구성단위인 분자 수준에서 일어나는 현상이 아니라 그보다 더 작은 단위인 원자 수준에서 연구해야 하는 현상임을 밝혀냄으로써 과학 연구의 새로운 발전방향을 제시하였다.

1903년 방사선 현상과 방사성물질에 대한 발견을 공로로 퀴리 부부는 베크렐과 함께 노벨물리학상을 공동으로 수상했으며, 1911년 방사성물질인 라듐의 성질 규명과 그 화합물 연구에 대한 공로로 단독으로 두 번째 노벨화학상을 받았다.