Теперь предстояло решение следующей, уже утвержденной правительством задачи - создания водородного оружия.
Основополагающие идеи были высказаны еще в сентябре 1946 г. молодым, только что защитившим кандидатскую диссертацию по теоретическим вопросам физики атомного ядра А. Д. Сахаровым. Предложенный им подход в корне отличался от переданной Фуксом через разведку первоначальной идеи Теллера, оказавшейся ошибочной. Позже Теллер от нее отказался.
Курчатов, как руководитель проблемы овладения ядерной энергией в целом, отвечал и за разработку термоядерной бомбы. Но конструирование всех вариантов ядерного оружия, как теоретическое, так и экспериментальное обоснование конструкции, полностью велось у Ю. Б. Харитона в КБ-11. У себя Курчатов организовал для водородной бомбы только исследование ядерных реакций дейтонов с изотопами лития и железа, а также измерение сечения синтеза дейтерия с тритием при различных энергиях. Для этих целей он пригласил из Ленинграда к себе Н. А. Власова и подчинил ему несколько молодых физиков, чтобы провести названные исследования на большом циклотроне, сооруженном в 1947 г. под руководством Л. М. Неменова.
Обеспечить измерения сечений синтеза дейтерия с тритием Курчатов поручил М. Г. Мещерякову, начальнику Гидротехнической лаборатории, в то время филиала ЛИПАН в Дубне, Там В. А. Давиденко провел эти измерения на двухсоткиловольтовой ускорительной трубе с пучком дейтонов и с циркониевой мишенью, насыщенной тритием. Там же И. С. Погребов провел эксперименты по кинетике нейтронов в "слойке" - предложенной А. Д. Сахаровым конструкции бомбы.
Тем временем в КБ-11 создавалась первая термоядерная бомба. В ней А. Д. Сахаров реализовал идею В. Л. Гинзбурга, высказанную им еще в1947 г. о получении трития, необходимого для дейтерий-тритиевой реакции, в процессе самого взрыва, в результате облучения нейтронами лития с атомным весом 6. Отделение лития-6 от тяжелого изотопа лития-7 уже с 1947 г. разрабатывалось в двух вариантах: один на электромагнитной установке П. М. Морозовым в отделе Л. А. Арцимовича и другой, более дешевый, Б. П. Константиновым в Ленинградском физико-техническом институте. Встревоженное очень мощным американским взрывом 1 ноября 1952 г. в атолле Эниветок, правительство торопило с испытаниями бомбы А. Д. Сахарова, а Б, П. Константинов не поспевал с запуском завода. Тогда Курчатов вызвал П. М. Морозова, убедился, что он уверен в успехе, и послал его на электромагнитный завод делить изотопы лития вместо урана. П. М. Морозов героически справился со всеми трудностями литиевой технологии. Количество полученного им за три месяца лития-6 определило взрывной эквивалент бомбы в 400 кт.
Испытание успешно прошло 12 августа 1953 г. на полигоне. Ответственным за испытание вновь был Курчатов, его заместителем - И. Е. Тамм.
Хотя этот взрыв был в 25 раз слабее американского ноябрьского взрыва (еще не бомбы, а целой криогенной лаборатории "Майк"), но у нас была транспортабельная конструкция, умещавшаяся в габаритах авиабомбы.
Правительство, Первое главное управление, КБ-11, да и ЛИПАН торжествовали. Моральные аспекты - создано ужасающее оружие массового уничтожения - оставались где-то на заднем плане.
В стране происходили большие перемены. Сталин умер за 5 месяцев до испытания, Берии тоже уже не было. Новый глава правительства Г. Н. Маленков назначил В. А. Малышева начальником ПГУ вместо болевшего Б. Л. Ванникова. Физики чувствовали себя победителями. А.Д, Сахарову было присвоено звание- Героя Социалистического Труда и едва не из кандидата наук в возрасте тридцати двух лет единогласно, что случалось крайне редко, избран в академики по представлению Ученого совета ЛИПАН. Посыпались обильные награды.
Курчатов использовал подъем для широкого развития фундаментальных физических исследований. ЛИПАН включилась в широкий разворот подготовки кадров новых специальностей.
Была принята программа строительства в ряде городов Союза ускорителей и исследовательских ядерных реакторов, в том числе синхротрона на энергию протонов 50 ГэВ, введенного в строй в середине 60-х годов в Протвино с энергией протонов 70 ГэВ.
Научное руководство рядом этих строек осуществляли сотрудники Курчатова...