Если плутониевую бомбу можно было получить тремя методами, то урановую бомбу — двумя: газодиффузионным и электромагнитным. Разработку газодиффузионного метода получения урановой бомбы возглавил И.К. Кикоин, вызванный для этого Курчатовым из Свердловска в Москву. Метод электромагнитного разделения изотопов урана разрабатывала группа исследователей под руководством Л.А. Арцимовича в составе другого сектора Лаборатории № 2.

Чрезвычайно важным было изучение физических и химических свойств плутония. Кроме атомного реактора в микроколичествах его можно было получить с помощью циклотрона. Однако в Москве циклотрона не было. Строить циклотрон на пустом месте было нереально — война!

Еще до войны начал действовать циклотрон в Ленинграде. И.В. Курчатов поручил Л.М. Неменову привезти из Ленинграда основные элементы циклотрона.

Двадцать пятого сентября тысяча девятьсот сорок четвертого года циклотрон начал наработку первых миллиграммов плутония.

Чтобы быть использованному в атомной бомбе, плутоний, после получения его в атомном реакторе, должен пройти ряд сложных химических процессов. Для разработки промышленной технологии выделения плутония из облученного нейтронами урана был привлечен академик В.Г. Хлопин. Напомним, что до войны В.Г. Хлопин являлся председателем "Урановой комиссии", однако оказалось, что она теперь не нужна. Более того, В.Г. Хлопину и В.И. Вернадскому весной 1943 г. не было известно, что решением Государственного Комитета Обороны созданы новые исследовательские структуры по урановой проблеме. Однако выход из этой болезненной для Хлопина ситуации был найден, в немалой степени благодаря тому, что основатель радиевой промышленности в России сумел преодолеть свои амбиции ради общего дела.

Под руководством Хлопина в разработку новой технологии включились ведущие специалисты Радиевого института: Б.А. Никитин, И.Е. Старик, В.М. Вдовенко, А.П. Ратнер, Г.М. Толмачев. [33]

Быстро возраставшее количество секторов в Лаборатории № 2 и предстоящее строительство атомного реактора требовали значительной территории.

Несколько дней Курчатов, Алиханов и сотрудник аппарата ГКО С.А. Белезин искали подходящее здание для лаборатории, пока не нашли на окраине Москвы в Покров-ско-Стрешневе большой пустырь с недостроенным зданием Всесоюзного института экспериментальной медицины. Как оказалось впоследствии, место было выбрано очень удачно, на перспективу.

В то время, как на окраине Москвы рос первый научный центр по исследованию урановой проблемы, за тысячи километров от столицы шли поиски урановой руды. Для работы первого экспериментального атомного реактора было необходимо не менее ста тонн урана. Накопление такого количества урана было сложнейшей задачей, так как в стране отсутствовала уранодобывающая промышленность. Поэтому первое решение Советского правительства по "урановому проекту" было принято еще 27 ноября 1942 года. Государственный Комитет Обороны поручил Наркомату цветной металлургии приступить к производству урана из отечественного сырья. Комитету по делам геологии при Совнаркоме поручалось проводить разведку урановых месторождений. В 1943 году в этом комитете был создан отдел радиоактивных элементов, а во Всесоюзном институте минерального сырья имени Н.М. Федоровского — специальный урановый сектор № 6. Его возглавил профессор Д.И. Щербаков. [34]

Поиск месторождений урановой руды на огромной территории мог продолжаться долгие годы. Уран был необходим немедленно. Поэтому любая информация о месторождениях сразу же проверялась, а в указанный регион направлялась экспедиция геологов. Одновременно систематической ревизии на содержание урана подверглись все образцы, собранные геологическими партиями в 20-30-е годы в процессе геологических съемок и поисков железа, полиметаллов, угля, ртути, вольфрама и т. д. Эта работа затянулась на годы. Основанием для столь длительных, трудоемких исследований послужил опыт открытия уранового месторождения Табошар. Оно было открыто в Москве! В 1925 году в лаборатории Радиевого института исследовались образцы горных пород из разных районов страны. Ученые установили радиационную активность образцов, собранных в окрестностях древнего полиметаллического рудника Табошар. Химические анализы показали высокое содержание урана. [35] Здесь начал действовать первый в стране урановый рудник.

Урановый рудник в Табошарах мог покрыть потребности в уране только на треть. Поэтому в декабре 1944 года Государственный Комитет Обороны принял решение создать в Средней Азии крупное уранодобывающее предприятие на базе семи рудников и пяти заводов. Это предприятие получило название комбината № 6. Недалеко от Ленинабада (Ходжент) строился поселок Чкаловск, рядом с которым позже возвели основной гидрометаллургический завод, где стала перерабатываться урановая руда с различных месторождений. В марте 1945 года комбинат возглавил Б.Н. Чирков, работавший до этого директором Джезказганского, а затем Тырныаузского комбинатов цветной металлургии.

Урановые руды залегали в горах на высоте от одного до двух километров, куда, конечно, не было никаких дорог. Прокладывали в эти места тропы и в мешках, навьюченных на ишаков и лошадей, вывозили первые тонны руды на первый опытный завод.

Процесс становления уранодобывающей отрасли шел с огромными трудностями, и еще несколько лет производство урана не могло обеспечить потребностей атомной промышленности.

В начале 1945 года геологам зачитали приказ о поощрениях за открытие промышленных месторождений урана. За месторождение с запасами тысяча тонн и больше присваивалось звание Героя Социалистического Труда, присуждалась Сталинская премия первой степени, гарантировалась пожизненно двойная зарплата вне зависимости от места последующей работы и занимаемой должности, а также обеспечивались привилегии при поступлении детей в высшие учебные заведения. Однако несмотря на последовавшие затем открытия десятков крупных месторождений, ни один из геологов в полной мере все льготы и поощрения, предусмотренные этим приказом, не получил.

"В первое время разведку вели почти без приборов, — вспоминает профессор М.Н. Альтгаузен, — электроскоп ведь, скорее лабораторное, чем полевое оборудование, да и не очень надежен он. Потом уже появился настоящий полевой прибор, реагирующий на альфа-излучение. Но весил он почти 20 кг, поэтому в геологическую партию "уранщиков" брали очень крепких мужчин. Позже ВИМС разработал аэрометод — разведку с самолета, что было намного эффективнее. Этим методом разведаны невообразимо большие запасы черных сланцев в Эстонии, у Иссык-Куля, Уч-Кудуке и в других местах. Не брезговали и малыми, но с достаточной концентрацией месторождениями. Например, рудник Бутыгичаг на Колыме, урановый концентрат оттуда возили самолетами…" [36]

К началу 1945 года Табошарское рудоуправление было единственным действующим горнопромышленным предприятием, которое все еще находилось в стадии промышленной разведки и подготовки, а не эксплуатации. К концу 1946 года отечественного урана было недостаточно даже для 50 % загрузки опытного реактора Ф-L В 1945 году комбинат № 6 все же добыл 18 тыс. тонн урановой руды и выдал около 7 тонн урана. [37]

Такое положение с ураном правительство признало нетерпимым. Для увеличения производства урана в феврале 1946 года, принято решение о строительстве опытного завода и разведочно-эксплуатационной шахты в Эстонии, в 20 километрах от Нарвы. Однако и это предприятие не могло кардинально изменить ситуацию.

Когда стало ясно, что дефицит урана отечественная промышленность покрыть не сможет, были предприняты попытки найти уран за рубежом. В 1945 году специальная комиссия, в состав которой входили Завенягин, Кикоин, Харитон, обнаружила в Германии около ста тонн урана. Часть из них пошла на экспериментальный реактор Ф-1 в Лаборатории № 2.