Интенсивно велись работы и по другим направлениям атомного проекта. Работы велись широким фронтом: открывались новые рудники для добычи урановой руды, строились заводы и комбинаты по переработке и обогащению руды, по получению металлического урана и деталей из него, по разделению изотопов урана, строились атомные реакторы для наработки плутония-239, строились целые города, в которых создавалась новая отрасль промышленности – атомная, одновременно готовились полигоны для испытания ядерного оружия.
Уже 10 июня 1948 года И.В. Курчатов, Б.Г. Музруков – начальник комбината № 817 и Е.П. Славский – главный инженер комбината № 817 докладывают Л.П. Берия об осуществлении цепной реакции в первом промышленном реакторе комбината № 817. Путь для наработки оружейного плутония-239 был открыт!
– Все расчеты оправдались, теперь будем набирать мощность. Когда будет достигнута полная мощность, доложим Сталину. Это уже успех. Без дураков! – ответил Берия на сообщение.
Еще 23 марта 1946 года Сталин подписал распоряжение Правительства о строительстве комбината № 817 для получения плутония. Площадку для строительства выбрали в 1945 году, тогда же началось ее освоение. 3 декабря 1947 года, по инициативе Л. Берия, директором комбината назначили Б.Г. Музрукова (впоследствии одного из будущих директоров КБ-11), до того работавшего директором «Уралмаша», а главным инженером – Ефима Павловича Славского, будущего министра Минсредмаша. Начальником строительства стал генерал М.М. Царевский, имевший опыт сооружения Нижнетагильского металлургического комбината.
Главным конструктором промышленного реактора был Николай Антонович Доллежаль. Его обязали выдать проект к августу 1946 года. Над проектом трудилось несколько конструкторских групп. Общее научное руководство осуществлял Курчатов. Доллежаль выбрал для реактора схему с вертикальным расположением топливных каналов, что давало ряд существенных преимуществ.
Летом 1946 года начали рыть котлован, а к осени заложили фундаменты под здание и оборудование атомного реактора. В целях экономии времени параллельно со строительством шло проектирование объектов и изготовление для них оборудования. К концу 1947 года здание реактора было уже готово, приступили к интенсивному монтажу оборудования. Сначала монтировали тяжеловесные конструкции корпуса реактора, в марте 1948 года приступили к графитовой кладке, она состояла из множества блоков. Через кладку проходили около 1000 алюминиевых труб-каналов, в которых размешались урановые блоки, заключенные в алюминиевые герметичные оболочки. Каналы реактора охлаждались водой.
Монтажные работы продолжались круглосуточно под руководством Курчатова, Ванникова, Доллежаля, директора установки Ф. Я. Овчинникова. Объект регулярно посещали Берия, Первухин, Завенягин и другие высшие руководители, они помогали выходить из многочисленных затруднений в организации работ, с поставками оборудования, материалов и рабочей силы. На объекте трудились десятки тысяч человек, труд был, в основном, ручной, транспорт – гужевой, но дела шли быстро. Всего было смонтировано только на реакторе около 5 тысяч тонн металлоконструкций, более 200 километров трубопроводов, множество насосов, теплообменников, запорной и регулирующей арматуры, всевозможных приборов, электрических кабелей и щитов.
На строительстве комбината одновременно работало 45 тысяч человек – заключенных и вольнонаемных, ИТР и рабочих. И это вдали от городов и транспортных магистралей, среди гор и озер Южного Урала! На голом месте!
В июне 1948 года началась загрузка реактора урановыми блоками, проводили последние наладочные работы. Вечером 7 июня Курчатов лично начал пуск реактора. На следующий день была достигнута мощность в 10 кВт. 19 июня реактор выведен на проектную мощность 100 Мвт. Обстановка при пуске и в начальный период эксплуатации реактора была чрезвычайно сложной и напряженной. Зная о том, что получение урана-235 задерживается ввиду неимоверной сложности производства, что единственный путь к бомбе лежит через атомный реактор, И. В. Сталин уделял ему большое внимание, участвуя в подборе технического персонала вплоть до начальников смен.
Через 3–4 месяца непрерывной работы в реакторе накопилось несколько килограммов плутония. Выгруженные из реактора отработанные урановые блоки имели такую высокую радиоактивность, что их приходилось выдерживать около месяца, прежде чем передать на радиохимический завод.
Плутониевый комбинат состоял из трех крупнейших предприятий: атомных реакторов, радиохимического завода, химико-металлургического завода. Комбинат выдавал в качестве конечного продукта плутониевые полусферы для зарядов атомных бомб. Все три производства отличались высокой радиоактивностью оборудования и продуктов, которые они перерабатывали. Чтобы защитить людей от радиации, использовали бетон, свинец и другие материалы. Толщина бетонных стен, полов и перекрытий редко бывала менее половины метра, а вокруг атомного реактора доходила до 2–3 и более метров.