A Joliot-Curie házaspár a laboratóriumban méréseket végez 1935-ben a Hoffmann- elektrométerrel (Illusztráció Goldsmith könyvéből)

Hatgyermekes család legutolsó, legfiatalabb tagjaként nőtt fel Frédéric, aki már kisiskolás korában „kémiai laboratóriumot" rendezett be szülei fürdőszobájában. Ez a helyiség aztán sokáig magán viselte szárnypróbálgató kísérleteinek nyomait. A sikeres érettségi után, amit 1917-ben tett a párizsi Lavoisier Gimnáziumban, felvették az École de Physique et Chimie Industrielle-be (EPCI). Ez igen fontos iskola volt, amely teljesen újszerûnek számított, ugyanis arra az elvre épült, hogy a fizikát és a kémiát gyakorlati tantárgyként, kísérleti laboratóriumban kell tanítani. Fred szemében az EPCI valóságos szentségnek tûnt. Itt töltött el, tanított tizenkét esztendőt Pierre Curie. Ebben az intézményben dolgozott Marie Curieis. Nem sokkal később Pierre Curie megismerkedett Paul Langevinnel. Fred Langevin mellett kívánt dolgozni, fizikát tanulni, ami némi „árulást" jelentett a kémiával szemben. Itt találkozott Pierre Biquard diákkal, akivel később szoros barátságot kötött, és egészen haláláig „választott fivérként" éltek. A professzor, akinél a felvételre jelentkeztek, nem túl sok jóval kecsegtette őket, meglehetősen pesszimista jóslatot adott, jóindulatúan rájuk tekintve szemüvege mögül: „Ami azt illeti, rendszerint ragaszkodni kell ahhoz, ami mellett döntöttünk. Csak önök ketten gondolták meg magukat. Nem tartóztatom önöket. Másodfőzetû fizikusok lesznek."

Hamar megmutatkozott Fred káprázatos kísérletező képessége. Langevin vette szárnyai alá, és óva intette Fredet és barátját, Biquard-t is, hogy világosan kell látniuk azt, hogy a tudomány a teljes embert igényli, egész életüket fel kell tenniük a tudományra. Azután elosztotta a feladatokat, Biquard helyét maga mellett jelölte ki, míg Fredet az Institut du Radiumba küldte: „Van itt egy demonstrátori hely a maga számára. Már beszélten önről Madame Curievel". Ezzel Fred gyerekkori álma vált valóra. Fred tisztában volt azzal, milyen nagy szerencse érte, hogy a Curielaboratórium munkatársa lehet az Institut du Radiumban: a húszas években ez egyike volt a világ azon kevés kutatóintézeteinek, amely tevékenységét a radioaktivitás tanulmányozásának szentelte. Madame Curie maga köré gyûjtött jó néhány élvonalbeli francia és külföldi fizikust és kémikust. Joliot példamutatóan fejlődött, egyre fontosabb szerepet töltött be a laboratórium életében.

Közben megismerkedett Madame Curie lányával, Irčnével, akit aztán később feleségül is vett. Irčne kezdettől fogva tudományos és politikailag liberális szellemû nevelést kapott. Számára egy percig sem volt kétséges, hogy alapkutatással kíván foglalkozni, és az Institut du Radium valamelyik laboratóriumában dolgozik majd. Lételemének tekintette a laboratóriumot, másfajta életet el sem tudott képzelni. Irčne három évvel volt idősebb Frednél, és felületesen szemlélve alapvetően különbözött tőle. Álláspontját hajthatatlan makacssággal adta elő, egyenesen nekitámadt ellenfelének. Ezzel szemben Fred anélkül, hogy bármiféle alapvető kérdésben engedményt tett volna, remekül értett ahhoz, miként kell alkalmaznia ösztönös megértését arra, hogy az ellenfelét olyan helyzetbe hozza, hogy az elfogadja az ő érveit. Mihelyst közösen kezdtek el dolgozni, Joliot felismerte, hogy Irčne távolról sem hûvös és szenvtelen. Figyelte, amint némán, türelmesen dolgozik mindig tiszta és rendezett munkaasztala mellett. Akkoriban Fred még csak nem is gyanította, hogy egyszer majd összeházasodnak, de mindenesetre felfigyelt rá. A tudományos kutatás szenvedélyes szeretetén kívül mind a ketten, Fred is, Irčne is lelkes sportolók voltak. Fred szerette a zenében a nagy klasszikusokat: Bachot, Mozartot, Beethovent, modern zenére azonban már nemigen jutott ideje. Nem annyira értette, inkább csak érezte a zenét - saját bevallása szerint. Hasonlóképpen volt a festészettel is.

A fiatal pár tudományos munkássága kezdettől fogva igen gyümölcsöző volt: 1928-tól kezdve nevük gyakran jelent meg együtt a tudományos akadémiához beküldött tanulmányok szerzőiként. Érdekes, hogy a publikációikat Irčne Curie és Frédéric Joliot-ként írták alá, ezzel szemben közösen írt tudomány-népszerûsítő cikkeik aláírása rendszerint ez volt: Irčne és Frédéric Joliot-Curie. A természetesen kialakult kapcsolat vezetett végül ahhoz, hogy Joliot felvette a Curie nevet és ettől kezdve Joliot-Curie néven publikáltak és szerepeltek, ami őszintén szólva nem mindenkinek nyerte meg a tetszését, és sokan kritizálták is ezért - kivéve a feleségét és annak családját. „Irčne és az én számomra is a legtermészetesebb dolognak tûnt, hogy ilyen formán kapcsoljuk össze neveinket."

A párizsi Rádium Intézet falán, ahol Frédéric Joliot-Curie dolgozott, emléktáblát lepleztek le tiszteletére, ezzel is megemlékezve századik születésnapjáról. Az emléktábla előtt a Joliot-Curie házaspár fia, Pierre látható feleségével, Hélčne Langevin- Joliot-val.(Courrier CERN fotó)

Az első nagy felismerés természetesen a radioaktivitással kapcsolatban született meg a Joliot-Curie-házaspár munkájának eredményeképpen. A harmincas években több kutató is felfigyelt arra, hogy bizonyos könnyû elemek, mint pl. a berillium, ha a-részecskékkel bombázzuk, nagy áthatoló képességû sugarakat bocsátanak ki. Amikor elkezdték vizsgálni ennek a sugárzásnak a tulajdonságait, nagy energiájú g-sugárzásnak vélték, amely láthatatlan, hiszen nem ionizált, és így nem hagyott jelet a detektorban. Ugyanakkor úgy ad jelt magáról, hogy proton-tartalmú anyagból, pl. parafinból protonokat üt ki, és ezeket már az akkori detektorok (pl. ionizációs kamrák) elektromos jelként tudták érzékelni. Amikor pontosabban megnézték a kérdést és kiszámolták, hogy milyen energiával kellene rendelkeznie a gamma- sugárzásnak ahhoz, hogy az adott energiájú protonokat létrehozza, akkor kiderült, hogy az 50 MeV körüli értéknek adódik, ami abban az időben még ismeretlenül nagy energia volt, úgyhogy erről az elképzelésről le kellett mondaniuk. Hamarosan bebizonyosodott, de ez már Chadwick angol fizikus munkája volt, hogy nem g-sugarak lökik ki a protonokat, hanem egy új, elektromosan semleges részecske, amelynek a tömege kb. azonos a proton tömegével. Chadwick elnevezte ezeket a részecskéket neutronoknak, elektromos semlegességük miatt. Curie-ék tehát nagyon közel voltak egy új elemi részecske, a neutron felfedezéséhez, amelyeknek a szerepe egész napjainkig meghatározó a fizika és nem csak a fizika történetében. Ugyanakkor a felfedezés végső dicsősége nem az övék lett, hanem a merész gondolkodású Chadwické.

Nem elkeseredve azonban, Curie-ék tovább folytatták a kísérleteket, most már az újonnan felfedezett neutronokkal. 1934-ben értek el olyan eredményt, hogy különböző anyagokat besugározva neutronokkal némelyikből sugárzó anyagot sikerült létrehozni, olyat, amely a természetben nem fordul elő. Ez már teljesen a Curie-Joliot házaspár felfedezése volt, azaz a mesterséges radioaktivitás felfedezése. Ez, mint azóta tapasztalhattuk, óriási szerepet játszott később a fizikában, a gyógyászatban és az anyagvizsgálatban is. „Forrásomból alfasugarakkal sugárzom be a céltárgyat: lehet hallani a Geiger-számláló kattogását. Eltávolítom a forrást: a kattogásnak meg kellene szûnnie, valójában azonban nem szûnik meg, hanem folytatódik, ez arra utal, hogy sikerült mesterségesen létrehozni egy radioaktív anyagot." Később Frédéric és Irčne Joliot-Curie „átnyújtotta" Marie Curie-nek az első kémiailag izolált mesterséges radioaktív elemet, aki ezt egy Geiger-számláló közelébe helyezte, és hallgatta az intenzitásmérő kattogását. Kétségtelenül ez volt életének utolsó nagy elégtétele. Alig néhány hónap múlva fehérvérûségben meghalt.

A mesterséges radioaktivitás felfedezéséért 1935-ben Joliot elnyerte a kémiai Nobel-díjat,feleségével együtt. Joliot sok előadást tartott erről, és általában a radioaktivitásról, illetve az atomenergiáról.

Teljesen váratlan, de korszakalkotó fordulat volt, amikor felfedezték 1939- ben, hogy az urán 235-ös izotópja lassú neutronok hatására nem egyszerûen radioaktívvá válik, és így nem újabb mesterséges radioaktív izotóp jön létre, hanem valami szokatlan, különleges történik: ez az urán atommag két, nagyjából egyforma részre hasad szét. Joliot és Fermi egyértelmûen kimutatta, hogy a maghasadás neutronok kibocsátásával jár. 1939 márciusában Joliot és munkatársai a Collčge de France-ben kimutatták, hogy az urán-235 atommag egyetlen neutronnal történő széthasítása több mint egy neutron kibocsátását eredményezi. Ezek a neutronok minden bizonnyal láncreakcióravezethetnek. A neutronokat lassítani kellett, hogy hasadást hozzanak létre, mert a gyors neutronok hasadási valószínûsége, az ún. hatáskeresztmetszet nagyon kicsi. A lassítás után nagymértékben megnőtt ez a valószínûség. A neutronok lassítására különféle anyagot lehet használni, Joliot annak idején a nehézvizet használta fel, ugyanakkor a láncreakció fékezésére kadmiumból készült rudakat javasolt. Így találkozott először Joliot az atomenergiával, ami a hasadásnál szabadulfel.

Ezzel kapcsolatban úgy érezte, hogy „ha a múltat vizsgálva szemügyre veszszük azokat a sikereket, amelyeket a tudomány mind gyorsabb ütemben ért el, joggal feltételezhetjük, hogy az elemeket kényük-kedvük szerint felépítő vagy lebontó kutatók megtalálják majd annak a módját is, hogyan állítsanak elő robbanás- jellegû átalakulásokat, pl. kémiai láncreakciókat, olyan átváltozásokat, amelyek egy sor további átalakulást váltanak ki. Ha az anyagban bekövetkeznek ilyen átalakulások, óriási mennyiségû hasznos energia felszabadulásával kell számolnunk.Ha azonban sajnálatos módon bolygónk valamennyi eleme ilyen értelemben „fertőzött", balsejtelmekkel eltelve kell világkatasztrófa elé néznünk. A csillagászok időnként megfigyelik, hogy a szelíd ragyogású csillag egyszeriben megnövekszik. Pl. egy szabad szemmel ki nem vehető csillag igen fényessé és távcső nélkül is láthatóvá válhat. Ilyenkor azt mondják, hogy szupernóva jelent meg. A csillagok hirtelen felrobbanását talán robbanékony jellegû átalakulások okozzák, olyan folyamatok, amelyeket a kutatók kétségtelenül megpróbálnak majd elősegíteni, de reméljük, hogy eközben megteszik majd a szükséges óvintézkedéseket." A nyilatkozat az elejétől a végéig vízió és figyelmeztetés. Később hozzáfûzte: „Jogos aggodalommal vethetjük fel a kérdést, mi lenne a következménye annak, ha egy napon megteremtenénk az ilyen reakciók felhasználásának a feltételeit:" Ebben a nyilatkozatban azt is kérdezte: „Ha egy napon egy kutató megtalálná a helyes eljárást, vajon én vállalkoznék-e a kísérletre?" Saját kérdésére így válaszolt: „Azt hiszem, vállalkoznék rá, mert a kutató kíváncsi természetû ember és szereti a kalandot." A válasz kendőzetlenül őszinte. Akkor még semmiféle fizikai alapja nem volt egy ilyen folyamat előrelátásának, de három éven belül a vízió, vagyis a maghasadás megvalósult. Mi több, Joliot előrelátta a csillagok tömegében végbemenő atommagfolyamatokat. Tíz esztendőn belül testet öltött jogos aggodalma, amikor atombombával megsemmisítették Hirosimát és Nagaszakit. A maghasadás rombolásra történő felhasználását a tudomány durva elárulásának tekintette, hiszen mindenki azt tartotta, hogy a tudomány az emberi haladás előrelendítő tényezője. Hirosima azonban negatív tényező lett, és ez a változás nagymértékben Joliot munkájának az eredménye is volt.