25 декабря 1946 г. впервые в СССР и Европе осуществлена цепная реакция деления ядер урана. Для этого советские ученые создали специальный первый ядерный котел. Его конструкция была смонтирована на северо-западе Москвы в Лаборатории № 2. Для безопасного для людей эксперимента потребовалось вырыть котлован, забетонировать его и оборудовать вентиляционными трубами.
Там были размещены графитовые блоки с оборудованными каналами для урановых цилиндров. С помощью кадмиевых стержней останавливали и запускали цепную реакцию. Для секретности в документах здание атомного котла называли «монтажными мастерскими», котел называли «электролизером», вместо слова «уран» писали «кремний» и т.д.
Руководитель проекта 40-летний доктор физико-математических наук, начальник Лаборатории № 2 И.В. Курчатов лично участвовал в монтаже реактора, ставшего по сути «дедушкой» отечественных ядерных реакторов. Реактор получил название Ф-1 («первый физический») и является памятником науки и техники.
В тот день он проработал 4 часа. Так как куратор проекта Л.П. Берия не поверил, эксперимент снова повторили и только после этого доложили Сталину, что «опытный физический уран-графитовый котёл содержит 34.800 кг совершенно чистого металлического урана, 12.900 кг двуокиси урана и 420.000 кг чистого графита. С помощью построенного уран-графитового котла мы теперь в состоянии решать важнейшие вопросы, проблемы промышленного получения и использования атомной энергии».
Опыта сооружения устройств, подобных атомному котлу, у советских ученых и инженеров не было. Все делалось в первый раз. Для котла необходимы были уран, графит, новые конструкционные материалы. Ко всем компонентам предъявлялись неслыханные для того времени требования по химической чистоте, так как малейшие примеси поглощали нейтроны, поэтому цепная реакция срывалась.
Имел место и интересный факт. Для безопасности, по воспоминаниям участника монтажа последнего 62-го слоя графитовых брикетов активной зоны котла, И.В. Курчатов перед началом эксперимента на всякий случай возле троса, на котором был подвешен кадмиевый стержень аварийной защиты, велел положить самый обыкновенный топор: если возникнет аварийная ситуация, а приборы защиты не сработают, трос нужно было перерубить, тогда стержень упадет в активную зону и прервет цепную реакцию.
Суть эксперимента заключалась в том, чтобы запустить цепную реакцию деления ядер урана-235. Это позволяло освобождать огромное количества энергии, которую сейчас используют на атомных электростанциях. Плутоний в таких реакторах, по сути, становится побочным продуктом. Именно этот побочный продукт и нужен был Лаборатории И.В. Курчатова, чтобы получить как можно быстрее и дешевле первую советскую атомную бомбу с плутониевой начинкой.
Один из американских разработчиков ядерного оружия Э. Таллер сказал: «производство расщепляющих материалов - самый трудный момент в создании атомной бомбы. Когда страна достигает этого и успешно его осуществляет, то можно считать, что через несколько месяцев она будет обладать ядерной бомбой». Данные слова показывают, какое значение имело это событие.