Vráťme sa však k udalostiam z konca februára 1896. Opakovaný pokus sa uskutočnil v stredu 26. februára, keď H. Becquerel opäť pripravil niekoľko fotografických platní a uránovodraselnú soľ, pričom mal v úmysle vyskúšať ako prekážku papier s odlišnou hrúbkou a schopnosťou pohlcovania. Ale žiaľ Slnko, ktoré bolo takpovediac neoddeliteľnou súčasťou Becquerelovho experimentálneho zariadenia, tentoraz vypovedalo poslušnosť. Keďže od 11. hodiny bola obloha zatiahnutá na 70 %, ani po celé popoludnie sa situácia nezmenila a navyše bolo zamračené aj 27. februára, Becquerel odložil fotografické dosky so soľami uránu do zásuvky pracovného stola. Ani na druhý deň nebola situácia oveľa lepšia, hoci popoludní sa trochu vyčasilo. Zvyšné dni 28. a 29. februára bola obloha zatiahnutá na 100 %, takže dosky zostali naďalej v stole.

V nedeľu 1. marca Becquerel opäť zašiel do laboratória. Odpovede na otázku - Prečo tam zašiel práve v nedeľu? - sa opäť líšia. Ako príklad jedného stanoviska uvedieme citát z knihy o Poincarém:

Ukázalo sa, že táto verzia vôbec neobstojí vo svetle faktov, pretože podľa protokolu o pozorovaniach oblačnosti v Paríži v roku 1896, ktorý uverejenil Lorentz Badash v časopise Physics Today (pozri prílohu), bola obloha zatiahnutá skoro na 100 % dokonca aj v nedeľu. Autor tohto článku vyslovil názor, že existujú dve vysvetlenia, prečo sa Becquerel ocitol v laboratóriu práve v nedeľu:

po prvé, pretože chcel na pondelkovom zasadnutí Akadémie referovať o najnovších výsledkoch alebo,

po druhé, sa jednoducho prejavila intuícia génia.

Ktovie.

Skôr než sa Henri Becquerel pustil do nového pokusu, rozhodol sa vyvolať fotografické dosky, čo ležali v stole niekoľko dní. Historici si opäť položili otázku: Prečo vyvolával staré dosky, keď chcel robiť nový experiment? Odpoveď na túto otázku je dôležitá, lebo to bol vlastne rozhodujúci moment objavu. Veď podľa všetkého nemal čo objaviť, keďže po väčšinu času bola obloha zamračená. Tento moment vysvetľujú rôzni autori odlišne. Jedni vyslovili názor, že Becquerel nevylučoval možnosť slabej zvyškovej fosforescencie soli. Lorentz Badash, ktorý sa už niekoľko desaťročí zaoberá históriou rádioaktivity, analyzoval túto otázku dosť podrobne v spomínanom časopise Americkej fyzikálnej spoločnosti Physics Today. Podľa jeho mienky Becquerel dúfal, že "objaví aspoň slabé zobrazenie", ktoré by mohlo byť vyvolané rozptýleným denným svetlom pri krátkodobom osvetlení slnečnými lúčmi, pretože napríklad 27. februára popoludní bola obloha skoro bez jediného mráčika. Preto platne vyvolal, aby stanovil závislosť medzi intenzitou zobrazenia na jednej strane a dĺžkou fosforescencie na strane druhej. Pierre Radvanyi zasa uvádza, že Becquerel chcel zistiť, nakoľko poklesla fosforescencia uránovej soli.

Nech už to bolo akokoľvek, Becquerel fotografické dosky vyvolal. O tom, čo na nich objavil, referoval hneď nasledujúci deň 2. marca na zasadaní Akadémie vied:

Čoho obrysy to boli sa dozvedáme zo svedectva ďalšieho významného fyzika Crooksa, ktorý bol v tom čase na návšteve v Becquerelovom laboratóriu.

Teda fosforescencia nepoklesla, ale bola oveľa intenzívnejšia než predtým. Preto Henri Becquerel pokračoval vo výskume. 3. marca o 16.00 hod. opäť položil rozličné uránové soli na fotografickú platňu zabalenú do nepriehľadného papiera a držal ich v tme až do 16.30 hod. 5. marca. Pozoroval ten istý jav, ale tentoraz pre rôzne soli uránu. Becquerela zvlášť prekvapilo, že ide o spontánny, samovoľný jav. Aby si túto skutočnosť overil, v ten istý deň - 3. marca - pripravil ďalšiu fotografickú dosku so soľami uránu, ale držal ju v tme až do 3. mája. Po tomto pokuse dospel k záveru, že zobrazenie nestratilo na intenzite ani vtedy, keď sa doska so soľami držala v tme po dobu dvoch mesiacov. Becquerel si myslel, že žiarenie, ktoré objavil, predstavuje buď tvrdé X lúče alebo dlhotrvajúcu fosforescenciu. Pomocou elektroskopu tiež zistil, že žiarenie je schopné "zelektrizovať" vzduch (dnes hovoríme o ionizácii). Táto vlastnosť nových lúčov sa neskôr intenzívne využívala na meranie aktivity preparátov. Intenzita žiarenia sa nezmenila ani po tom, čo Becquerel soľ rozomlel a rekryštalizoval. 18. mája zistil, že nové žiarenie vysielajú aj také uránové soli, ktoré nefosforeskujú. Znamenalo to, že za jav je zodpovedný urán. Bequerel tiež postupne dokázal, že v kovovej podobe urán vyvoláva intenzívnejší efekt než akákoľvek jeho zlúčenina.

23. novembra Henri Becquerel v jednom článku konštatoval:

"Zatiaľ nevieme, odkiaľ urán berie energiu, ktorú vysiela po takú dlhú dobu."

O päť mesiacov neskôr - 22. apríla 1897 - objaviteľ rádioaktivity zistil, že žiarenie z jeho soli nestráca na intenzite ani po roku. Preto dočasne prerušil svoje pokusy s uránom a venoval sa novému problému - Zeemanovmu efektu, ktorý bol objavený niekoľko mesiacov predtým.

Po čase - v roku 1901 - Henri Becquerel skúmal vplyv rádioaktivity na ľudský organizmus. Po dva dni nosil vo vrecku vesty zopár decigramov chloridu bárnato-radnatého, ktoré dostal ako darček od manželov Curieových. Hoci rádioaktívna látka pôsobila na telo spolu iba šesť hodín, na pokožke vznikla rana, ktorá sa hojila až 49 dní. Poznamenajme, že podobný pokus na vlastnom tele vykonal v tom istom roku aj Pierre Curie. Na niekoľko hodín vystavil svoju ruku účinkom rádioaktívneho žiarenia, v dôsledku čoho sa objavila svojská "popálenina", ktorá sa hojila dva mesiace. Opäť podobne ako v prípade röntgenových lúčov sa nové žiarenie začalo čoskoro a veľmi intenzívne využívať na liečenie rôznych chorôb, ale predovšetkým rozmanitých nádorov. Táto liečebná metóda dostala názov "curieterapia".

O dva roky neskôr (1903) H. Becquerel vydal rozsiahlu prehľadovú štúdiu o rádioaktivite, čím sa jeho záujem o túto problematiku definitívne vyčerpal. V tom istom roku bol za objav prirodzenej rádioaktivity poctený Nobelovou cenou, o ktorú sa podelil s manželmi Curieovcami. V roku 1908 ho zvolili za prezidenta Akadémie vied, ale už koncom augusta zomiera na infarkt.