Критическая масса плутония намного ниже. Однако получение плутония является конечным результатом технологически очень сложного и длительного процесса регулируемой реакции распада урана-235 в особых реакторах. Выделяемые при распаде ядер урана-235 нейтроны, «внедряясь» в ядра урана-238, образуют, через промежуточную реакцию появления нептуния-239, ядра плутония-239 с примесью плутония-240. Для промышленного реактора с использованием графита как замедлителя нейтронов требовалось как минимум около 150 тонн природного урана.
Тем не менее Курчатов решил начать атомную программу в СССР с создания плутониевой, а не урановой бомбы. Это казалось более экономным именно в условиях дефицита урана. Выгружаемый из реактора «выгоревший» уран после выделения плутония снижает содержание урана-235 лишь очень незначительно, с 0,71 до 0,69 %. Поэтому и такой регенерированный на радиохимическом заводе уран все еще пригоден как сырье для получения урановых бомб. Завод, который строился уже в Верх-Нейвинске в Свердловской области для получения «бомбового» урана-235, должен был работать на регенерированном, а не на природном уране. Регенерированный уран содержит, однако, много радиоактивных примесей, и это делало работу с ним опаснее, чем операции с природным ураном.
Оба атомных центра, в Верх-Нейвинске (Свердловск-44) и возле Кыштыма (Челябинск-40), начали строить на основании подписанного Сталиным Постановления Совнаркома от 23 марта 1946 года. Хотя инициативы многих решений могли исходить от Курчатова, Ванникова, Берии или других начальников атомной индустрии, была принята практика подписания всех окончательных решений лично Сталиным. Это обеспечивало возможность привлечения к реализации решений многих других министерств и ведомств. Атомные стройки имели тогда в СССР абсолютный приоритет, и это подчеркивалось подписями Сталина даже под казавшимися тривиальными решениями.
Челябинск-40 начал строиться задолго до того, как было накоплено необходимое для его работы количество урана. В промышленной зоне этого центра нужно было построить в подземном варианте реактор мощностью в 100 тысяч киловатт, большой радиохимический завод по выделению плутония и регенерации урана, завод по получению металлического плутония в подкритических полусферах, хранилища отходов с высокой и средней радиоактивностью и множество других вспомогательных производств. Примерно в 10 километрах от промышленной зоны проектировалось построить жилой поселок, рассчитанный в то время на 25–30 тысяч жителей, тепловую электростанцию и другие объекты. Лагеря для заключенных и казармы для военных строителей проектировались почти рядом с промышленной зоной. Заключенные и военные строители вместе с охранно-конвойными войсками МВД прибывали в этот район первыми. В системе МВД Челябинск-40 имел кодовое название «Строительство № 859», а реактор и радиохимический завод, строившиеся одновременно, обозначались как «Комбинат № 817».
Ближайшие резервы заключенных и спецпереселенцев находились в промышленных районах Челябинска. Именно отсюда по распоряжению Берии были переведены в район Кыштыма первые 10 тысяч заключенных в июле 1946 года[151]
.В октябре 1946 года лагерь заключенных Челябинска-40 получил собственный статус. К концу 1947 года в нем находилось уже 20 376 заключенных, которыми командовал генерал инженерной службы МВД М. М. Царевский[152]
. В 1948 году, в связи с ускорением строительных работ, общее число строителей, заключенных и солдат военно-строительных полков МВД достигло 45 тысяч человек. Начальник лагеря, разделенного на одиннадцать отделений-лагпунктов, Царевский был одновременно назначен и начальником всего строительства промышленного комплекса.