我們已經發現（X射線）可治愈疾病。
——《洛杉磯時報》（LosAngelesTimes），1902年4月6日
為了用實例說明（X射線的破壞性），讓我們回想一下，在美國X射線醫學實驗室工作的先驅們，幾乎都死於由射線灼傷引發的癌症。
——《華盛頓郵報》，1945年
1895年10月下旬，霍爾斯特德在巴爾的摩公布根治性乳房切除術之後，才過了短短的幾個月，德國維爾茨堡學院（WürzburgInstitute）的一位講師威廉·倫琴（WilhelmRntgen）在研究射線管時，發現了一種奇怪的泄露現象（射線管是一個真空管，能夠從一端電極向另一端發射電子束）。該放射線能量強勁，但肉眼卻無法察覺，它能穿透多層塗黑的硬紙板，並且在偶置於房間實驗台的鋇屏上留下白色磷光性光暈。
倫琴急忙把自己的妻子安娜叫進實驗室，把她的手放在射線源和感光片之間。射線穿透她的手掌，在感光片上顯示出她的手骨和金屬婚戒的輪廓，就像透過魔鏡看到了手的內部構造。安娜說：“我看到了自己死亡的樣子。”但她的丈夫卻看到了別的東西——一種強大得幾乎可以穿透所有活體組織的能量。倫琴把他發現的這種光叫作“X射線”。
剛開始，人們把X射線視為一種射線管產生的人造能量怪象。但1896年，就在倫琴發現X射線幾個月之後，一位知道倫琴研究成果的法國化學家亨利·貝克勒爾（HenriBecquerel），發現一些天然物質會自主釋放性質類似X射線的隱形射線，這其中就包括鈾。在巴黎，貝克勒爾的兩個朋友——年輕的物理學家和化學家比埃爾和瑪麗·居裏（PierreandMarieCurie）夫婦，也開始在自然界尋找更強大的化學放射線源。比埃爾和瑪麗相識在索邦大學，由於對磁力學有共同興趣而彼此吸引［當時瑪麗叫瑪麗亞·斯可羅多夫斯卡（MariaSklodowska），是一貧如洗的波蘭移民，居住在巴黎的一間小閣樓裏］。19世紀80年代中期，比埃爾用微小的石英晶體製成了一個精巧的靜電計，能夠計量出極小劑量的能量。瑪麗用這件儀器證明，即使微乎其微的鈾礦石輻射也可以量化。有了這種測量輻射性的新設備，居裏夫婦猶如狩獵一般，開始搜尋新的放射線源。由此，又一段不朽的科學發現之旅以計量展開。
在今天稱為捷克共和國的約赫姆塔爾（Joachimsthal）遍布泥炭的森林中，居裏夫婦發現了一處廢棄礦，裏麵是如黑泥一般的瀝青鈾礦，其中存在一種比鈾更具放射性的新元素。居裏夫婦開始著手蒸餾沼澤般的淤泥，以期待能“捕到”那個最純狀態的強勁放射源。在消耗了數噸瀝青鈾礦、400多噸洗滌用水以及數百桶蒸餾廢料後，他們終於在1902年提煉出了0.1克的新元素。這是一種金屬元素，位於元素周期表的遠端。它在黑暗中自燃，發出幽幽的藍光，同時釋放出高強度的放射線。這種元素極其不穩定，是一種介於能量與物質之間奇特的嵌合體，也是可分解成能量的物質。居裏夫人稱這種新元素為“鐳”，取自希臘文的“光”。
鐳的巨大效能揭示了放射線出人意料的新特質：X射線不僅可以攜帶輻射能量穿透人體組織，更能夠深入組織內部釋放能量。倫琴能拍到妻子的手骨照片，是由於放射線的第一個性質：X射線穿透了肌肉與骨骼，在膠片上留下這些組織的陰影。而相比之下，瑪麗·居裏的手則受到了放射線第二種性質的痛苦影響：她為了獲取更純的放射能，日複一日地反複蒸餾，將瀝青鈾礦濃縮到百萬分之一的體積，結果手掌上的皮膚開始磨損、發黑、脫皮，好像組織從裏往外地被燒焦一般。比埃爾隻是將一瓶僅幾毫克的鐳放在口袋裏，射線輻射就穿透了身上厚厚的尼龍背心，在他胸前留下了永久的傷疤。有人曾在公開的展會上用未加防護措施的激光機器表演魔術，結果輻射外漏，使他的嘴唇起泡腫脹，臉頰皮膚和指甲也開始脫落。鐳最終灼傷了居裏夫人的骨髓，導致她終生貧血。
雖然生物學家完全破解這些輻射效應的機理，還要花費數十年時間，但受到輻射損毀組織的範圍——皮膚、嘴唇、血液、牙齦、指甲，早已向我們提供了重要線索：鐳會腐蝕DNA。DNA是惰性分子，能夠抵抗大多數化學反應，這一特點使它可保持遺傳信息的穩定性。但X射線可以直接擊碎DNA鏈，或產生化學毒素進而侵蝕DNA。麵對這樣的破壞，細胞通常會死亡，或者更常見的是中斷分裂。因此，X射線優先殺滅體內分裂最旺盛的細胞，如皮膚、指甲、牙齦、血液這類組織細胞。