但约里奥不改变主意，他的直觉和倔强的性格注定他不会回头的。
后来的事实证明：那位化学家的看法是错误的。
约里奥居里夫妇很幸运：他们继承了居里夫人的钋，这是实验必需的原料。他们选定了威尔逊的膨胀云室观测粒子通过气体的径迹，他们的思路和研究方向都是正确的。
他们的准备工作进行了3年，这3年他们没有大的发现，一些妒忌约里奥的人开始嘲笑他，约里奥毫不介意，他的看法是：“没有困难而取得的成绩越多，实际取得的成绩就越少。”
况且，他们马上就有重大的突破，作出关键性的贡献了。
在小小的实验室里，他们整天紧张地工作，经常干到深夜。
伊伦娜怀孕后，减少了工作时间，但同时担负起了照顾约里奥的任务，因为每次她都是说破了嘴，约里奥才极不情愿地离开实验室回去吃饭或睡觉。
1934年1月15日下午，约里奥终于有了激动人心的发现。
他拿起话筒，按捺住剧烈跳动的心，给伊伦娜、玛丽·居里、朗之万……都打了电话，请他们赶到自己的实验室来。
不久，实验室里就挤满了人。
大家都屏声静气，看约里奥演示他刚做过的实验。
……
半个小时后，实验做完了，每个人都确信无疑地明白了：约里奥利用α粒子的轰击，将非放射性元素铝变成了放射性元素——人类制造了第一个人工放射性元素。
为了更好地了解约里奥的发现，我们详细地介绍一下他的这项成果。
当时，物理学家们一致认为：当一个粒子——α射线、质子或中子进入原子核时，原子核会发生转变，放出和入射粒子不同的粒子，并留下了一个稳定的原子核。
他们用钋的α射线轰击铝箔，在威尔逊膨胀云室观察到铝衰变时放出质子和大量电子。如果用很薄的一层铍把钋源盖住就有正电子和负电子放出来。他们认为这种情况是由于用α粒子轰击时在铍里产生的伽马辐射的内转换所造成的。
但他们的解释不能说明铝放出正电子的现象。为此他们提出一种解释：当一个2713Al原子核俘获一个α粒子时，就会有一个质子或一个中子和一个正电子放出来。无论发生哪一种状况，产生的原子核都是稳定的3014Si。
当约里奥—居里夫妇通过实验以确定能使铝产生正电子的α射线的最低能量的时候，他们发现这些粒子不是立即放出的，而是经过几分钟的辐照之后才放出的，同时在辐照停止后还持续了一个短时间。
这样，铝箔在撤离辐射源后经照射几分钟即产生放射性，半衰期为3分15秒。辐射由正电子组成。放射性的衰变是指数式的；硼和镁经照射后，它们放射性的半衰期分别为14分种和25分钟。
他们得出的结论是：他们当时接触的是新的放射性元素和一种放出正电子的新型放射性。他们发现电子是按连续光谱分布的。这就证实了他们的想法：所产生的放射性物体和天然放射性元素是相似的。
约里奥—居里夫妇的发现为元素的人工嬗变提供了第一个化学证明。
在伯克利，物理学家劳伦斯在自己制造的回旋加速器上进行实验时，轰击的元素个个都带有放射性，他们却从来没有注意这一点。
劳伦斯看了《报告》杂志上约里奥发表的文章后，回到自己的实验室，用回旋加速器进行了类似的实验。
他们看到了约里奥发表的人工放射性元素。
劳伦斯和他的助手们一样，面面相觑。
“这个发现我们本来随时可以做到的。”沉默了一会儿，一个叫索顿的首先说道。
利文斯顿则说得更干脆：
“我真想打大家的屁股！”
1935年11月14日，约里奥收到了来自瑞典斯德哥尔摩的电报和公函。
公函上写着：“因合成新的放射性元素，瑞典科学院将1935年度诺贝尔化学奖授予约里奥—居里及其夫人伊伦娜·约里奥—居里。”
他们的心情非常激动，这是居里家第三次获此殊荣了，居里夫妇在1903年获得物理奖，玛丽·居里于1911年获得化学奖。
对荣誉的看法，伊伦娜和自己的父母是一致的，她和约里奥为了躲避新闻记者，在巴黎的勒诺特大街租了一套新居。他们的经济也宽裕了。
约里奥同时遭受了很大的损失，他具有极强的社会责任感，诺贝尔奖使他成名后，他不得不满足社会上对他提出的种种要求。他再也不能专心从事自己热爱的实验室工作了。
但他仍然抽出时间，指导制造了西欧第一台回旋加速器，这台加速器可以提供能量达7兆电子伏的氘核束，在当时是非常先进的。
伟大的爱国者
1939年1月30日，约里奥向科学院提出了《铀和钍核在中子轰击下发生爆炸性碎裂的实验证明》的论文。
接着，他和自己的助手计算出用热中子照射铀而释放出的中子的能量至少有11兆电子伏。
有人曾做过这样一个计算：
假如1立方米凝结起来的氧化铀粉末重4.2吨，含有3000亿亿亿个分子，或3倍于这个数字的铀原子，每个原子释放大约180兆电子伏，总共将放出27000万亿千克米的能量。这意味着1立方米的氧化铀足以把1立方千米的水在空中举高27千米！
真是一个惊人的能量源！
当时，德国已占领了奥地利，二次大战的阴影笼罩在欧洲的上空。
德国会不会据此造出原子弹呢？
一些被迫流亡的科学家提出建议：要求停止自由发表有关原子能领域的文章，以防被德国所用。
约里奥也收到了类似的建议。
他拍去的复电是：“不。”
约里奥认为：这一建议与科学活动中必不可少的国际自由交流的原则是背道而驰的。
他当然是反对希特勒的，但原则上认为公开发表文章必须进行下去，否则就等于希特勒又成功地扼杀了科学珍贵的自由。
约里奥也考虑到了原子能在工业和军事上的前景问题，科学家们的忧虑并非杞人忧天。
约里奥想到了专利权。
在此之前，他和伊伦娜的态度是明确的，对自己发现的人工放射性采取了最无私最慷慨的态度。
但战争随时都会爆发，要想确保法国在这一极为重要的领域里遥遥领先的地位，只有采取专利权的办法。
他们取得了建设和使用原子反应堆的专利权，然后把它转给了国家科学研究中心。
9月3日，英法对德宣战了。
约里奥重新穿上了军装。他主管陆军第一科学研究组。这个研究组实际上从事着原子能的秘密研究。
1939年11月，约里奥提出两项建议：
第一，向美国购买400千克金属铀，第二，向挪威借其全部贮备的重水200千克。
约里奥此时已明确了铀和重水是战争时敌对双方争夺的一个重要资源，战争期间，这两种原料将无处可购。
更重要的是，他们的研究取得了重要成果：他们发现破裂后放出的中子，造出能产生收敛链式反应的铀介质，最后阐明了造成一个发散链式反应所必需的条件。
或者简单点说：约里奥发现了制造原子弹的基本原理。
对这一发现，约里奥持非常谨慎的态度。
他把自己的发现写成文件，然后将它密封，存放在科学院的档案室里。
文件在科学院一放就是10年，直到1948年8月18日才启封。
文件内容是：用含有铀的媒介物造成一个无限的链式反应的可能性。
约里奥以大局为重的态度由此可见一斑。当然，这是后话。
约里奥的两条建议被采纳，军方立刻和美国联系，购得了400千克金属铀。
重水的问题则让他们挠头，它唯一的大规模生产者是挪威克维尔斯托夫水电有限公司，从德国盖世太保眼皮底下将200千克重水运到法国，无异于火中取栗。
军方为此制定了周密的计划，耗费了大量的人力和财力，1940年3月，几经周折，终于将200千克重水秘密运抵法国。
然而不久，战争形势就急剧恶化，德国人快要占领巴黎了。
金属铀、重水及一批重要的仪器和资料必须再度转移。
经过紧张的安排，这些贵重物品将由运煤船“布鲁姆帕克号”运往英国。
约里奥决定留在法国，他预见到：战争将是残酷的，但希特勒注定要完蛋，这只不过是个时间问题。
法国沦陷了，德国人接管了巴黎，他们在约里奥的实验室门口贴了一个通告，规定没有特别许可不得入内。
约里奥和伊伦娜一直住在克莱维弗尔，因为伊伦娜生了孩子后，身体虚弱，之后就常常贫血，留在克莱维弗尔治病。
约里奥是在8月9日回到巴黎的。
德国人立刻在他的实验室和他见面，全体工作人员都被召集来了。
德国将军舒曼风雅大度地发表讲话，表示他非常赞赏约里奥进行的伟大工作，希望他们为了科学保证共同前进，并有一个富有成果的合作时期。
然而到了约里奥的私室后，德国人的态度就大大改变了：粗暴、露骨、蛮横。他们审讯犯人般对约里奥进行了盘问。
问：“重水哪里去了？”
约里奥：“在波尔多装到一艘英国船上去了。”
问：“船的名字叫什么？”
约里奥：“×号。”（一艘在空袭中被炸沉的船的名字）问：“铀哪里去了？”
约里奥：“军备部收走了。”
问：“送到什么地方去了？”
约里奥：“我不知道，没有告诉我送去的地方。”
问：“你是说你不知道铀被送到哪里去了吗？”
约里奥：“是的。”
问：“可是，别人不知道，你肯定知道。”
约里奥：“我不知道。”
德国人问不出什么，又把目标转向了回旋加速器。
问：“你的回旋加速器的情况怎么样？
约里奥：“还在安装中。”
问：“你估计什么时候可以完成？”
约里奥：“到时候就能完成。”
约里奥非常沉着小心，没有露出一丝破绽，德国人一无所获。
德国人要求约里奥的实验室接受4个德国研究人员，跟随他从事铀的研究。这样他们才能同意实验室重新开始工作。