Эти вопросы решались под руководством академика А. П. Виноградова, а также В. Маркова, К. Петржака и Е. Грачевой. Создавались герметичные камеры и боксы для работы с радиоактивными препаратами.
Подобно тому как первооткрыватели радиоактивных элементов перерабатывали тонны руды, чтобы выделить миллиграммы радия, исследователи 40-х годов из сотен килограммов облученного урана стремились получить десятки микрограммов, а затем и миллиграммы соединений плутония.
Первый препарат плутония в весовых количествах был получен 18 декабря 1947 г.
Работать приходилось в трудных условиях. Не хватало помещений, пригодных для нормальной работы. Жить приходилось здесь же, в лабораториях, спать - прямо на графитовых блоках первого советского ядерного реактора.
И. В. Курчатов непрерывно углублял свои знания. Став в начале 1954 г. трижды Героем Социалистического Труда, он не переставал, учиться: организовал в институте курс лекций по ядерной физике и сам первым пошел их слушать; организовал занятия по радиоэлектронике и поручил вести этот курс молодому специалисту. Некоторые ученые, присутствовавшие на лекциях, потом удивлялись:
- Как, Игорь Васильевич, вы умеете определять таланты? Почему именно ему, молодому, поручили?
- Человек по одежке протягивает ножки. Если мы их будем долго держать в коротких штанишках, они на всю жизнь останутся малышами в науке, - отвечал он.
Советские ученые не получали информации о конструкции атомного оборудования от бывших союзников. В то время Советскому Союзу зарубежные страны отказывались продавать да же самые простые физические приборы. В список запрещенных для продажи товаров входил и такой "секретный" материал, как вакуумная замазка. И. В. Курчатов писал: "Советские ученые начали работу по практическому использованию атомной энергии в тяжелые дни Великой Отечественной войны, когда родная земля была залита кровью, когда разрушались и горели наши города и села, когда не было никого, кто не испытывал бы чувства глубокой скорби из-за гибели близких и дорогих людей. Мы были одни. Наши союзники в борьбе с фашизмом - англичане и американцы, которые в то время были впереди нас в научно-технических вопросах использования атомной энергии, вели свои работы в строго секретных условиях и ничем нам не помогли". Советские ученые все делали впервые и сами.
Несмотря на это, уже первые два года деятельности коллектива Лаборатории № 2 дали осязаемые результаты. Но в то же время стало ясно, что пора менять организационную структуру. Переход от лабораторных исследований к широкой программе промышленных разработок требовал создания центра, который взял бы на себя руководство планированием, проектированием, размещением заказов, новым строительством, подготовкой кадров и т. д.
Были созданы органы по управлению атомными исследованиями и атомной промышленностью, наделенные большими полномочиями.
И. В. Сталин понимал, что после Потсдама начнется новый виток тяжелой атомной гонки. Он хорошо представлял себе размер и характер задачи и безошибочно определил, что все зависит от тесного объединения науки и промышленности, от слияния их в один организм.
Прошло не так уж много времени после Потсдамской конференции, как Курчатова стали почти ежедневно вызывать в Кремль. Ему порой казалось, что не он, а сам Сталин возглавляет создаваемую в стране атомную промышленность, а Курчатову приходится быть недремлющим оком Сталина и исполнителем его суровой воли, быть его советчиком по сложнейшим атомным проблемам и отвечать за все, не имея права ошибаться. Сказать, что Курчатову было очень трудно, значит ничего еще не сказать; он постоянно решал задачу со многими неизвестными, не укладываясь в отведенное время и съеживаясь под укоряющими взглядами строгих, экзаменаторов. Подчас он думал, что судьба сыграла с ним недобрую шутку, уготовив такое трудное место на Земле.
Впрочем, с какой стороны смотреть на трудности... Ведь Курчатову тогда не было еще и сорока, и ум его был светел, и мысли простирались далеко, и он был горд от того, что страна доверила ему огромное дело, что он был причастен к судьбам многих больших людей: рядом с ним работали ученые, конструкторы, изобретатели, имена которых либо были известны всему миру, либо пока хранятся за семью печатями.
Как-то один из руководителей крупной промышленной отрасли то ли в шутку, то ли с досадой сказал:
- Вам легко решать вопросы: вы каждый день встречаетесь со Сталиным.
- Верно, - подтвердил Курчатов. - Когда бываешь у Сталина, все вопросы решаются быстро. (А про себя подумал, что встречаться со Сталиным почти каждый день - это, пожалуй, будет потруднее, чем ходить по канату над пропастью.)
Для характеристики обстановки, в которой проходила подготовка всех необходимых исходных данных для создания первого реактора, приведем отрывок из интересной документальной книги И. Н. Головина "И. В. Курчатов":
...Необходимы металлический уран и чистейший графит в невиданных раньше количествах. Но точно указать, сколько их потребуется, Курчатов еще не может, и он разрабатывает ясную, детально продуманную программу исследований. Надо измерить основные ядерные константы: эффективные сечения деления и поглощения нейтронов, число нейтронов, освобождающихся в одном акте деления, измерить спектры нейтронов, их замедление, получить необходимые константы для других материалов, пригодных для использования в урановом котле. Надо развить теорию цепных ядерных реакций...
Но ждать, пока измерят константы, нельзя. Курчатов сам ведет опыты по наращиванию уран-графитовых призм. В этом ему помогают... несколько молодых физиков, инженеров и группа рабочих-грузчиков, собирающих и вновь разбирающих кладки урана и графита.
И. С. Панасюк в палатках ведет основные опыты, выбирая оптимальные условия размножения нейтронов, испытывая новые порции графита и урана, производство которых успешно развивается. Б. Г. Дубовский, М. И. Певзнер и В. С. Фурсов заняты расчетами надкритических систем на тепловых нейтронах, расчетами накопления продуктов деления урана и плутония. Б. Г. Дубовский проводит опыты по защите от гамма-лучей, собственноручно делает счетчики... Е. Н. Бабулевич проектирует и строит систему регулирующих стержней для управления цепной реакцией. Курчатов внимательно следит за работой, участвует в измерениях, чтобы самому убедиться в надежности получаемых данных...
Наконец, измерения на уран-графитовых призмах дали надежное основание для выбора оптимального шага решетки - расстояния между кусками урана внутри графита - и для выбора размеров самих кусков урана.
Измерения также показали, каким слоем графита надо окружить решетку, чтобы сократить до минимума потери нейтронов. Но рассчитать критический размер котла, т. е. диаметр шара, заполненного решеткой, все еще нельзя: недостоверны основные ядерные константы и промышленность поставляет слишком неоднородные по чистоте партии урана и графита. Ясно лишь одно: потребуются десятки тонн урана и сотни тонн графита. Курчатов торопит промышленность, а сам возглавляет опыты, которые должны привести к осуществлению цепной реакции деления.
Весной 1946 г. в нескольких сотнях метров от домика Курчатова на территории Лаборатории № 2 закончено здание "монтажных мастерских" (условное название), куда переносят теперь основные опыты. В бетонированном котловане внутри здания выложили метровый слой графита и на нем начали складывать первый шар, заполненный уран-графитовой решеткой. Курчатов полагал достичь критических размеров за четыре-пять этапов, увеличивая каждый раз диаметр шара и используя весь наличный изготовленный к тому времени уран...
Сотни тонн урана и графита перенесли в тот год рабочие "монтажных мастерских"... Четвертая кладка показала, сколько надо добавить урана, чтобы развивалась цепная реакция. Урана получено с избытком, чистота его проверена. Курчатов больше не сомневается в успехе.
Теперь можно было приступить к сборке собственно реактора. Поэтому как только в лаборатории в наличии оказалось около 50 т графитовых блоков, в котловане корпуса "монтажные мастерские" приступили и монтажу самого реактора.
Около горизонтальной оси, проходящей через центр реактора, образовали для исследовательских целей и измерительной аппаратуры три канала диаметром 55 мм, один канал - 30 мм и два канала с поперечным сечением 100i100 мм2.