Но уже не хватает места. Курчатов занимает пустующие помещения в здании Института общей неорганической химии на Большой Калужской. Там Г. Н. Флёров и всегда веселый В. А. Давиденко проводят опыты по резонансному захвату нейтронов при замедлении, т. е. ведут измерения, которые должны уточнить, какая часть нейтронов, возникающих при делении урана, замедляется в однородной водородосодержащей среде до тепловых скоростей, чтобы вызвать новые, реакции деления.

На Калужской впервые у дверей лаборатории физиков, занятых атомным ядром, появляется вооруженная охрана…

Работы разворачивались по всем направлениям, каждое из которых может привести к успеху. Курчатов дублировал многие поиски. Наметили исследование цепной реакции на тепловых нейтронах с замедлением на тяжелой воде и параллельно на графите, разработку ряда методов разделения изотопов урана, получение цепной реакции на быстрых нейтронах. План был настолько велик, что для его подробной разработки не хватало сил. Необходимо было как можно скорее создавать новый институт и находить новые организационные формы работы.

В июне 1943 г. советские войска в ожесточенных боях на Курской дуге нанесли сокрушительный удар гитлеровской армии, погнали противника к Днепру и освободили Харьков.

К. Д. Синельников тотчас же поехал туда, в свои полуразрушенные лаборатории, и, согласовав план действий с Курчатовым, наметил пути и сроки их восстановления. Было решено восстановить прежде всего электростатические генераторы и начать измерения элементарных констант, определяющих условия возбуждения цепных реакций.

В это время Курчатов, заручившись поддержкой Государственного Комитета Обороны, искал место для нового института. От ряда зданий в черте города он отказался…

Выбор пая на недостроенное трехэтажное кирпичное здание за окружной железной дорогой на краю необъятного картофельного поля, в километре от Москвы-реки. В нескольких сотнях метров от здания были расположены два недостроенных одноэтажных каменных домика, два складских помещения, тоже еще без крыш, и в полукилометре — двухэтажное здание небольшого завода медицинских рентгеновских аппаратов. Здесь, на краю бывшего Ходынского поля, служившего много десятилетий артиллерийским и пулеметным стрельбищем, начала строиться Лаборатория № 2 Академии наук СССР, сыгравшая ведущую роль в решении атомной проблемы в СССР».

В освобожденном Харькове возобновились ядерные исследования.

Весной 1944 г. строительство корпуса («Красного дома») в Покровском-Стрешневе было закончено, туда доставили научную аппаратуру. Всю территорию ВИ9М закрепили за Лабораторией № 2 Академии наук СССР — так стали именовать новый исследовательский центр по ядерной физике.

К середине 1944 г. в «Красном доме» трудилось 50 человек; научные работники жили в этом же здании. А менее чем через год в лаборатории Курчатова числилось уже 100 сотрудников.

Для проведения испытаний напротив «Красного дома» на достаточном отдалении поставили большую, похожую на барак брезентовую армейскую палатку. У входа в нее стоял часовой.

По предложению И. В. Курчатова в план работ Лаборатории № 2 были внесены раздели о сооружении циклотрона и уран-графитового реактора. С помощью циклотрона предстояло получить первые, почти невесомые порции трансуранового элемента плутония, которые позволили бы изучить его химические и физические свойства. Целью постройки уран-графитовой системы была проверка теоретических предсказаний о возможности управляемой цепной ядерной реакции, а также изучение физических свойств урана-235 и урана 238, получение плутония в так называемых весовых количествах.

Расчеты теоретиков говорили о том, что плутоний, как и уран-235, способен к делению под действием нейтронов. Следовательно, этот искусственно получаемый элемент мог служить ядерной взрывчаткой и найти применение в атомной бомбе. Однако тогда свойства плутония вырисовывались лишь очень приблизительно, их надо было установить с помощью опытов и изучить.

Работы по созданию первого отечественного атомного котла начались не на пустом месте. «Еще до войны, — отмечал профессор В. С. Фурсов, участник пуска реактора, — у нас были выяснены характерные особенности этого процесса (деления — Авт.), введены основные величины, определяющие коэффициент размножения системы на тепловых нейтронах, дана теория развития процесса во времени, подчеркнута роль запаздывающих нейтронов. В условиях военного времени напряженная теоретическая и экспериментальная работа по осуществлению цепной реакции деления ядер продолжалась. По понятным причинам она развивалась у нас независимо от других стран».

Работа, которую предстояло проделать группе И. В. Курчатова, была огромной. Нужно было решить проблему замедлителя, поскольку реактор создавался на природном уране. В качестве замедлителя после большой предварительной экспериментальной работы, связанной главным образом с измерением нейтронно-ядерных постоянных, был выбран углерод (в виде графита). Затем следовало рассчитать размеры урановых блоков и их взаимное расположение в графите, чтобы коэффициент разложения нейтронов был максимальным.