Работы Б. В. Курчатова в этой области стали ценным вкладом в решение проблемы исследования радиоактивных продуктов ядерных взрывов и убедительным доказательством опасности ядерных испытаний для человечества, необходимости их запрещения полностью и навсегда. Проанализировав по просьбе Игоря Васильевича книгу Э. Теллера и А. Леттера «Наше ядерное будущее», Борис Васильевич опубликовал совместно с Е. И. Лейпунским и другими учеными рецензии, в которых наглядно продемонстрировал неприемлемость взглядов авторов на дальнейшее испытание ядерного оружия в мире, подчеркивая их пагубное влияние на природу и человечество. Такой подход в немалой степени содействовал принятию в 1961 году моратория на испытания ядерного оружия в трех средах.
Большое место в жизни Б. В. Курчатова занимала радиохимическая лаборатория в Институте ядерной физики (в то время НИФИ-2 при МГУ), которой он по совместительству заведовал с 1946 по 1951 год. Ее организации, подготовке специалистов-радиохимиков он отдал много сил и здоровья. Но за эту работу он (по рассказам сотрудников) жалованье получать отказывался.
В начале 1950-х годов Б. В. Курчатов переключился на изучение радиохимических методов превращений сложных ядер под действием частиц высокой энергии. С пуском синхроциклотрона в городе Дубна Московской области Борис Васильевич выполнил новаторские работы по изучению радиохимических методов расщепления серебра и делению вольфрама протонами, дейтронами и частицами высоких энергий. Открыл ряд новых явлений, характерных для химии ядерных превращений при высоких энергиях возбуждения: вылет легких ядер из серебра, деление с возбужденного уровня. Им были изучены закономерности выхода разнообразных продуктов расщепления серебра и вольфрама при взаимодействии с быстрыми частицами, найден и идентифицирован ряд новых изотопов. В этих, как и во многих других исследованиях ему помогала его супруга. По результатам этих работ были написаны и опубликованы вместе с ней и с сотрудниками лаборатории десятки статей.
По свидетельству И. Н. Головина, Игорь Васильевич Курчатов, раздумывая в последние годы жизни о судьбе института, о его будущей тематике, говорил о «мыслителях». К ним он относил Л. В. Грошева, М. И. Певзнера, П. Е. Спивака и «моего брата Бориса», которые «сделают ценный вклад в физику классического атомного ядра». И он не ошибся.
Наряду с фундаментальными исследованиями Б. В. Курчатовым выполнено большое число прикладных работ, имевших крайне важное значение для задач, возникших в процессе создания атомной промышленности. Он разработал метод определения кислорода в полупроводниковых материалах (кремний, германий); метод пропитки графитовых блоков ураном высокого обогащения для создания импульсного графитового реактора (ИГР) — самого мощного в мире импульсного реактора.
В 1962 году, после заключения международного соглашения о запрещении испытаний ядерного оружия, возникла необходимость в установках, радиоактивное излучение которых по своим характеристикам близко к излучению ядерных взрывов. Использование таких установок позволяло продолжить и расширить изучение воздействия радиации взрыва на аппаратуру, биологические и другие объекты. Институту было поручено срочно создать несколько импульсных реакторов для этих целей и обеспечить ими головные институты и предприятия для проведения необходимых научных исследований и контроля производственной продукции. Под руководством Б. В. Курчатова группой радиохимиков были приготовлены водные растворы уранил-сульфата (высокого обогащения) для первых двух реакторов ИИН. Для остальных реакторов растворы по разработанной технической документации изготовлялись на химкомбинате «Маяк» в Челябинске-40 и на Усть-Каменогорском комбинате.
Большой цикл работ, посвященный получению изотопов без носителя для медицины, был выполнен Борисом Васильевичем совместно с женой Людмилой Никифоровной Курчатовой. Все они были высоко оценены на международных конференциях по производству радиоизотопов для медицины. Медикам и биологам в их исследованиях Б. В. Курчатов всегда охотно помогал. Так, для академика Л. А. Зильбера он разработал радиоактивационный метод определения некоторых микроэлементов в организме человека, недостаток которых Зильбер связывал с возникновением раковых заболеваний. Р. В. Хесину-Лурье в Институте молекулярной генетики он помогал в разработке методов измерения кальция в биологических объектах.
Б. В. Курчатов провел очень много так называемых поисковых работ. Иногда доходило до курьезов. Когда известный писатель-фантаст А. П. Казанцев и исследователь А. Золотой из Томского государственного университета обнаружили в районе падения Тунгусского метеорита сильно «фонивший» пень, а в околопневой почве — аномальное отношение калия-40 к калию-39, они просто «затравили» И. В. Курчатова и С. П. Королева идеей падения корабля инопланетян с ядерным реактором на борту. Большой сгнивший пень с землей был доставлен в лабораторию Б. В. Курчатова. Оказалось, что пень-ионообменник содержит осколки деления Sr90 + иттрий90 от мощных ядерных взрывов на Новой Земле, проведенных четырьмя годами ранее.
До 1948 года Борис Васильевич жил в доме брата — «Хижине лесника», где сейчас открыт мемориальный музей, занимающий комнату на первом этаже. Просыпался рано, спешил в свой сектор, расположенный в главном здании, в пяти минутах ходьбы, и возвращался за полночь. По воскресеньям, если позволяла работа, любил посидеть на берегу Москвы-реки с увлекательной книгой или с удочкой. Занимался спортом. Играл в бильярд, шахматы, бадминтон или настольный теннис. В 1947 году он женился на Людмиле Никифоровне Мухиной, выпускнице химического факультета Московского педагогического института, поступившей в его сектор на должность радиохимика — младшего научного сотрудника. В 1949 году молодая семья переехала в свою квартиру, в дом, построенный для ведущих ученых Лаборатории № 2. Но «Хижина лесника» осталась для них родной. Супруги часто бывали здесь, по-семейному проводили вечера, встречались с друзьями, слушали музыку. Братья играли на рояле в четыре руки, вспоминали, как мальчишками исполняли «Турецкий марш». Борис Васильевич любил слушать произведения Чайковского, Бетховена, Моцарта, Сибелиуса, фортепианные и скрипичные концерты. Вообще интересы его были разносторонние. Он собирал книги по химии, физике, математике. С удовольствием читал произведения классиков и современных писателей, мемуарную и детективную литературу. Очень любил поэзию, многие стихи знал наизусть. Интересовался живописью и скульптурой, посещал выставки, покупал картины. Умел, как и Игорь Васильевич, хорошо фотографировать (это было семейное хобби с юных лет, перешедшее от отца). Немало фотографий, выполненных братьями, сохранилось в музейном собрании.
В 1949 году после испытания первой советской атомной бомбы у ее создателей впервые появилось свободное время. Борис Васильевич увлекался грибной и спиннинговой охотой. Правда, в рыбной ловле ему редко везло, и домашние, подтрунивая, называли его «рыбаком-теоретиком». Отпуска он проводил в Крыму, наполняя их увлекательными экспериментами. Например, определял процентное содержание урана в Черном море: вымачивал в прибое шерстяные платки, высушивал их, а затем сжигал и по остаткам золы вел подсчет по собственной же методике. Или выращивал на подоконнике в особых растворах морские водоросли, изучая возможность увеличения кормовой базы для животноводства. Ему нравилось совершать прогулки на катере по штормовому морю.
Несмотря на частые болезни, Борис Васильевич отличался удивительной работоспособностью. Никогда не отменял назначенной встречи, требовавшей его участия в обсуждении предложений по работе. Он обязательно находил решения, делился интересными мыслями, новыми идеями. Помогал людям бескорыстно. Двери его кабинета не закрывались. К нему шли за консультацией, помощью, советом. Шли потому, что видели в нем не только настоящего ученого, но и человека прекрасной души и доброго сердца. Его называли «экспериментатором от Бога». Проводя тонкие аналитические исследования, Борис Васильевич умел и любил работать руками. Владел всеми инструментами. Сам устранял неисправности в приборах. Специфику его работы выдавали подушечки пальцев, пораженные рубцами от радиационных ожогов.
