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1937年10月25日，是钱三强进入居里实验室的第一个工作日。在此之前，他除了熟悉实验室的工作环境，就是听伊莱娜开设的“放射学”基础课，每周两次，然后是讨论交流、阅读文献。
进入实验室之后，伊莱娜指定了他的博士论文：用云雾室研究含氢物质在α粒子轰击下所产生的质子群。伊莱娜说，这是当前原子核科学发展的前沿课题，又是原子物理学与化学的结合点，而且实验室尚未开展这一研究课题，你的论文可以很好地衔接之前的研究项目。
但是，钱三强对于这一课题知之甚少，一切都要从头开始。为此，他拿出当年攻克北大预科的牛脾气，全身心投入，虚心求教，不懂就问。要知道，从事核物理研究的人，通常被称作“原子木乃伊”，只有极少数耐得住寂寞的人才会选择这一事业，钱三强却乐在其中。
除了写博士论文，他一有机会就帮助别人，旨在多学一点实际本领。一天，他找到伊莱娜，提出希望参加放射化学实验。伊莱娜把他介绍给化学师郭黛勒夫人，协助对方制备放射源。在清华学到的吹玻璃技术，此时也发挥了作用。由于他主动肯干，又比较虚心，所以郭黛勒夫人对实验室里的同事们说：“你们有什么事做不了，要人帮忙的话，可以找钱来做。他有挺好的基础，又愿意效力。”同事们问他，为什么要这样干？他回答：“我比不得你们，你们这里有那么多人，各人干各人的事。我回国后只有我自己一个人，什么都得会干才行。例如放射源的提取，我自己不做，又有谁给我提取呢？所以样样都得学会才行。”
见他是个可造之才，伊莱娜决定推荐他到法兰西学院核化学实验室工作。这个实验室由法国政府拨款建立，正在建设欧洲第一台7兆电子伏的回旋加速器
。实验室的主持人，正是伊莱娜的丈夫约里奥。
一天，钱三强被叫到伊莱娜的工作室。她说，“约里奥正在改建云雾室，需要一位助手，你愿意去吗？”为了说服钱三强，她强调说：“如果愿意的话，博士论文可以从改建云雾室开始做，这对完成你的论文是有必要的。”
钱三强毫不迟疑地答应了。
接到伊莱娜通知的第二天，钱三强便兴致勃勃来到法兰西学院约里奥工作室。一见面，约里奥就向他布置了任务：对现有的威尔逊云雾室进行两项改进，一是改进充气压力，达到可以人为调节的程度，测量粒子的能量范围能够自由控制；二是将膨胀速度放慢，让有效灵敏时间拉长，使每一次动作测到尽可能多的事件。
交代完任务，约里奥告诉钱三强，云雾室改进成功后，你就用云雾室研究α粒子与质子的碰撞问题，作为你博士论文的一部分。
为此，钱三强凭借着在国内练就的动手能力，开始对云雾室进行可变压力改造。有些构件，是他利用在国内练就的本领自己动手制作的；有些因条件所限无法制作的构件，如金属底盘、金属网、金属丝等，则是他画好图纸，然后拿到一家金工厂，与技术工人一起制作完成的。1938年冬，云雾室改造完成，改进后的有效灵敏时间，由原来的 0.1—0.2秒，提高到 0.3—0.5秒。对此，约里奥既满意，又惊讶。
随后，为了减少实验过程中因为配合不佳而漏掉观察的情况，约里奥又安排钱三强制作了一个可以自动卷片的照相系统。
1939年初，约里奥用这个新的可变压力威尔逊云雾室，首次记录到铀受中子轰击时产生裂变碎片的径迹，这是世界上第一张用云雾室拍到的铀裂变照片。该云雾室得以成为具有历史纪念意义的设备，珍藏在巴黎“居里与约里奥-居里博物馆”，文字说明为“法兰西学院内由钱三强改建的可变压力云室（1938年）”。