Перегородки для диффузии через них газообразного шестифтористого урана начали делать в мастерских И. К. Кикоина на разработанном с его участием автомате, прокалывавшем в никелевых фольгах сотни тысяч дырочек в сутки.
Л. А. Арцимович, И. Н. Головин и Г. Я. Щепкин развивали и сопоставляли варианты способов электромагнитного разделения изотопов. К концу года они остановились на стационарных ионных пучках с поворотом их в магнитном поле на 180°.
Продолжались сопоставление и расчеты тяжеловодных и урангра-фитовых реакторов. М. И. Корнфельд и Д. М. Самойлович изучали и сопоставляли разные способы получения тяжелой воды и под руководством А. И. Алиханова вовлекли Чирчикский завод в ее изготовление. Расширялась работа с Н. А. Доллежалем, руководившим НИИхиммашем, по концепции промышленного уран-графитового котла: нарастали связи с Институтом элементорганических соединений по производству газообразного шестифтористого урана для диффузионного разделения и легколетучего четыреххлористого урана для электромагнитного разделения изотопов, с ВИАМ - по материалам для промышленных котлов, с Институтом физической химии - по коррозии, с Котлотурбинным институтом - по теплосъему. Велось проектирование и строительство зданий на территории Лаборатории № 2 для большого циклотрона, физического уран-графитового котла, подземной лаборатории для перехода от экспериментов на винтовках к использованию артиллерийских орудий для пушечного варианта бомбы, здания для электромагнитных разделительных установок.
Становилось ясно, что на одной площадке одному коллективу всех задач не охватить, В конце 1945 г. А. И. Алиханов отделился в самостоятельный институт - Лабораторию № 3 с главной программой - создание тяжеловодных реакторов.
Зимой 1945 - 1946 гг. начали искать уединенную местность для проведения всех исследований по конструированию бомбы. Остановились на разоренном монастыре Серафима Саровского в 375 км от Москвы, где в 30-х годах была колония малолетних, а во время войны - небольшой военный завод. К нему вела узкоколейная железная дорога от Арзамаса. Монастырь расположен среди необъятного леса Мордовского заповедника. В самом монастыре начиная с лета 1946 г. разместили первые лаборатории Ю. Б. Харитона и переведенных к нему из Лаборатории № 2 научных сотрудников: Г. Н. Флерова, В. А. Давиденко, Д. П. Ширшова, В. А. Александровича и других. Здесь в сверхсекретном КБ-11 были сосредоточены все научные и конструкторские бомбовые задачи.
1946 год завершился самым крупным достижением в отделе Курчатова. 25 декабря была осуществлена впервые на нашем континенте в котле Ф-1 самоподдерживающаяся цепная реакция деления урана, Были продемонстрированы возможности подъема мощности до 4 МВт и внутренне присущая безопасность реактора, связанная с тем, что при росте мощности и соответственно нагреве реактора размножение нейтронов уменьшалось, реакция деления затормаживалась и мощность падала. Физики, радиохимики, металловеды биологи получили невиданный ранее мощный источник нейтронов и начали вести все необходимые исследования для проектирования промышленного производства плутония и разработки мер защиты обслуживающего персонала и населения от огромной, неизвестной дотоле радиоактивности, возникающей в урановом котле.
В 1946 г. значительного прогресса достиг И. К. Кикоин. Вместо прокалывания дырочек был освоен химический метод создания пористых перегородок, предложенный немецкими физиками, работавшими в Сухуми, построены первые газовые компрессоры, начато их серийное производство, газообразный UF6 поступал в достаточном количестве, и пошли эксперименты по обогащению ураном-235 на небольшом каскаде. Л. А. Арцимович с П. М. Морозовым и другими сотрудниками создали первый ионный источник с испарением UCI4 и на трофейном электромагните продемонстрировали доведение до приемника двухмиллиам-перного пучка ионов U+.
Если предшествующие годы были затрачены на разработку принципов, то три следующих - с 1947 по 1949-й были годами быстрого строительства первых предприятий атомной промышленности,
Немалую роль в успешном решении задачи создания атомной бомбы сыграла информация, полученная от разведки. В 1945 г. разведчики доставили важную информацию из США. Был представлен Курчатову чертеж с разрезом плутониевой бомбы, предназначенной, как сообщалось в тексте, для испытания в Аламогордо в июле 1945 г. Были приведены размеры и названы основные материалы. Сообщалось многое о реакторах для производства плутония и кое-что о построенных заводах диффузионного и электромагнитного разделения изотопов урана. С этими документами был ознакомлен вначале только Курчатов. На совещаниях у Б. А. Ванникова и в Спецкомитете у Берии с ограниченным составом участников Курчатов подробно доложил о полученных материалах и предложил познакомить с материалами по бомбе только Ю. Б. Харитона, с данными о реакторах - Н. А. Доллежаля и Б. Н. Шелковича, двух руководителей проектов реакторов: Л. А. Арцимовича и И. К. Кикоина - каждого только с полезными им непосредственно сообщениями по разделению изотопов.
Курчатов оценил материалы весьма положительно и указал, какие дополнительные сведения надо получить от разведки. В полученных материалах была видна профессиональная грамотность их составителя. Но далеко не все необходимые данные для конструирования бомбы, плутониевых котлов и разделения изотопов содержались в них. В те годы нередко в наши руки попадали образцы зарубежной техники, значительно превосходившие наши разработки. Так было, например, с радиолокаторами, переданными У. Черчиллем для обороны Москвы. На нашей территории оказался американский бомбардировщик Б-29. Академику А. И. Бергу, ответственному за радиолокацию, генеральному конструктору самолетов А. Н. Туполеву правительство приказало: точно воспроизвести полученные образцы и испытать, не внося в них никаких изменений. Так поступали много раз. В случае с бомбой положение было гораздо сложнее. Была бумага, а не действующий образец. Чтобы по нему создать натуру, надо было выполнить огромную работу, затратить массу времени. А можно ли исключить, что получен чертеж неудачного варианта бомбы, от которого американцы отказались? Достоверно было только одно: бомбы - не фантазия, не заблуждение физиков. Они созданы и взрываются с огромной разрушительной силой,соответствующей нашим, еще довоенным расчетам. В документах не обнаружили ничего противоречащего и нашим научным представлениям. Описание путей к бомбе - производство плутония, разделение изотопов - не противоречило нашим начинаниям, а только отбирало часть из них. И хотя были собственные оригинальные и более совершенные предложения, в интересах скорейшего и с наименьшим риском проведения первого испытания приняли решение -реализовать в первом отечественном атомном заряде уже испытанную американскую схему.