По представлению Курчатова постановлением № 805–327сс от 9 апреля 1946 года сектор № 6 Лаборатории № 2 АН СССР был преобразован в Конструкторское бюро № 11 при этой лаборатории с поручением ему разработки конструкции и изготовления опытных образцов атомных бомб. Местом размещения КБ-11 был определен район поселка Саров на границе Горьковской области и Мордовской АССР (ныне город Саров Нижегородской области, известный ранее как Арзамас-16, Кремлев или «Волжская контора»). Там находился завод № 550, выпускавший снаряды, имевший базу для ведения взрывных работ, чрезвычайно необходимую для экспериментов КБ-11 в работах по созданию атомного заряда. Руководящий состав КБ-11, сформированный Курчатовым, состоял из главного конструктора Ю. Б. Харитона, начальника П. М. Зернова — бывшего заместителя министра танковой промышленности, генерал-майора, заместителя главного конструктора К. И. Щелкина — крупнейшего специалиста в области турбулентного горения и теории детонации, руководителя теоретического отдела Я. Б. Зельдовича — выдающегося физика-ядерщика, о котором Курчатов часто говорил с любовью: «Яшка — это голова!»^[620] Ответственность за обеспечение КБ-11 всем необходимым для разработки конструкции атомной бомбы была возложена на генерал-майора А. С. Александрова — сотрудника Спецкомитета, специалиста по боеприпасам. Он был назначен заместителем начальника ПГУ. Однако все решаемые КБ-11 проблемы оставались в полном ведении научного руководителя атомного проекта Курчатова. Выезжая регулярно в Саров, он контролировал работу научно-производственного коллектива КБ-11, докладывал о ее ходе и результатах в ПГУ Берии, а через него Сталину, за всё отвечая при этом персонально.

Постановление Совета министров СССР от 21 июня 1946 года № 1286–525сс «О плане развертывания работ КБ-11 при Лаборатории № 2 АН СССР»^[621] определило первые задачи КБ-11: создание под научным руководством Лаборатории № 2 атомных бомб в двух вариантах — РДС-1 и РДС-2, условно названных «реактивными двигателями С». По преданию, аббревиатура РДС означала «Ракетный двигатель Сталина» или «Россия делает сама». Под РДС-1 понимался аналог первой американской бомбы имплозивного типа «сплошной» конструкции на основе плутония-239 (она же аналог бомбы «Толстяк», сброшенной на Нагасаки); под РДС-2 — аналог бомбы «Малыш» пушечного типа на основе урана-235, взорванной над Хиросимой. КБ-11 фактически явилось советским аналогом лаборатории США в Лос-Аламосе. Исходя из того, что СССР располагал данными о конструкциях этих американских бомб, Спецкомитет установил чрезвычайно сжатые поэтапные сроки работ, приняв решение о максимальной степени идентичности советских РДС-1 и РДС-2 американским бомбам. Изготовить их предписывалось к 1 января и 14 июня 1948 года соответственно. Такое решение диктовалось политической обстановкой и отвечало задаче скорейшей ликвидации монополии США на атомное оружие.

Наличие разведывательных материалов не могло, однако, заменить собственную теоретическую, экспериментальную и конструкторскую работу в КБ-11. Строжайший режим секретности приводил к тому, что даже ответственные исполнители долгое время не знали американских исходных данных по разрабатываемому направлению. Спустя годы сотрудники КБ-11 говорили: «Мы знали, что делать, но как делать, не знал никто из нас. И мы решали поставленную задачу совершенно самостоятельно»^[622]. Высочайшая ответственность конструкторов советской бомбы исключала, как и в случаях с созданием атомного реактора, использование американского опыта без его тщательной проверки. Только после полного цикла исследований и экспериментов специалисты КБ-11 могли с уверенностью говорить о их подлинности и достоверности. Тщательно прорабатывались все узлы и детали РДС-1 и РДС-2.

Использование сотрудниками КБ-11 данных разведки в полной мере было невозможно и по такой важной причине, как отсутствие в это время в стране нужного количества плутония для исследования критической массы. Ее пришлось определять расчетным методом, так же как и прогнозирование мощности взрыва. Этот вопрос в начале 1948 года Курчатов специально вынес на обсуждение. Присутствовавший на семинаре известный математик и геофизик Андрей Николаевич Тихонов предложил собственную, неожиданную для физиков, методику расчета параметров и мощности взрыва. Академик Л. Д. Ландау поддержал ее, сказав, что сделать такой расчет все равно что совершить научный подвиг. Высоко оценив и поддержав идею Тихонова, Курчатов добился принятия решения правительства о создании при Геофизическом институте АН СССР специальной лаборатории во главе с Тихоновым для ведения вычислительных работ в области ядерного взрыва. Лаборатория Тихонова справилась со сложнейшей задачей. Курчатов слова Ландау не забыл, они оправдались — за совершенный научный подвиг А. Н. Тихонов был в 1953 году удостоен звания Героя Социалистического Труда^[623].

Отличительные конструктивные особенности отечественных атомных бомб РДС-1 и РДС-2 состояли в том, что их изначально отрабатывали как реальные авиационные бомбы, пригодные для сброса с самолета. В связи с этим в программу работ были дополнительно включены баллистические испытания макетов этих бомб, а также создание и отработка приборов, обеспечивающих их взрыв на заданной высоте. К созданию РДС-1 и РДС-2 по заданиям КБ-11 в соответствии с постановлением Совета министров СССР от 21 июня 1946 года № 1286–525сс были привлечены многие научно-исследовательские и конструкторские учреждения: НИИ-6, НИИ-504, КБ-47 Министерства сельскохозяйственного машиностроения, КБ-88 Министерства вооружения, КБ Кировского завода (г. Челябинск) Министерства тракторного машиностроения и др.^[624]

К моменту получения из Челябинска-40 плутония для снаряжения первой атомной бомбы все конструкторские разработки, эксперименты и расчеты в КБ-11 закончились. Начались необходимые подготовительные работы для испытаний ядерного заряда. Однако определенные постановлением Совета министров СССР от 21 июня 1946 года сроки завершения работ пришлось переносить на полтора года. Объясняя Сталину необходимость их переноса, Берия писал: «Отсрочка вызвана тем, что объем исследовательских и конструкторских работ из-за новизны и непредвиденных научных и технических трудностей проблемы создания РДС оказался значительно большим, чем предполагалось в 1946 году. Намеченные новые сроки предусматривают изготовление РДС Конструкторским бюро № 11 через 2 месяца после изготовления необходимых количеств плутония и урана-235»^[625]. Стремясь, очевидно, снять с себя ответственность за перенос сроков, Берия предлагал Сталину: «Прошу Вас заслушать, с участием членов Специального комитета и основных научных работников, отчет о проведенных за 1947 год работах и о программе работ на 1948 год в области использования атомной энергии (докладчик акад. Курчатов)»^[626]. Но Сталин не принял это предложение Берии. Очевидно, глава государства знал истинное положение дел и не считал возможным отрывать у Курчатова попусту драгоценное время.

8 февраля 1948 года Сталин подписал постановление Совета министров СССР № 234–98сс/оп «О плане работ КБ-11 при Лаборатории № 2 АН СССР», в котором срок изготовления Конструкторским бюро № 11 первого экземпляра РДС-1 переносился с 1 января 1948 года на 1 марта 1949 года, а РДС-2 — с 14 июня 1948 года на 1 декабря 1949 года^[627]. В числе причин невыполнения ранее установленных сроков названы затягивание подбора кадров и развертывания работ со стороны КБ-11, а также задержка строительства необходимых зданий и сооружений для него. Курчатову и Харитону было предписано организовать непосредственно в КБ-11 проведение теоретических работ, связанных с решаемыми там заданиями. С этой целью с 10 февраля 1948 года сроком на один год в КБ-11 направлялась группа работников теоретического отдела Института химической физики АН СССР во главе с Я. Б. Зельдовичем. Этот институт и ранее привлекался к выполнению заданий Лаборатории № 2, но данное постановление Совмина СССР от 8 февраля 1948 года^[628] закладывало основы формирования собственного теоретического центра КБ-11.