За проблему разделения изотопов урана в СССР взялись Л.А. Арцимович и И.К. Кикоин. (Академик П.Л. Капица также работал над вопросами разделения изотопов до того, как вышел из проекта.) Арцимович занимался электромагнитным разделением, Кикоин - молекулярными методами. Так же, как и в США, у нас в стране первоначально метод с использованием центрифуг считался наиболее подходящим для осуществления его в промышленном масштабе. Однако в США удалось построить лишь демонстрационную установку. Для получения ядерной взрывчатки использовался метод газовой диффузии. Обогащенный уран для американской бомбы получали на газодиффузионном заводе в Ок-Ридже. В СССР, в значительной степени из- за полученных разведывательных данных, предпочтение также было отдано газодиффузионному методу разделения изотопов урана. Им и занимался И.К. Кикоин, хотя на первых порах велись интенсивные исследования с центрифугой. К сожалению, они не увенчались успехом. По-видимому, когда Кикоин и Капица докладывали Сталину 6 сентября 1945 года о газодиффузионном методе, вопрос уже окончательно был решен в его пользу.
А до того была еще советская миссия «Алсос», когда в военной форме в чине полковников Кикоин, Арцимович, Харитон, Флеров и другие физики исследовали поверженную Германию. Команде, как ее называл Курчатов, советских физиков удалось обнаружить около 300 тонн урана, найти и пригласить или вывезти в СССР немецких ученых и немецкое оборудование и выяснить, что было сделано в Германии по немецкому Урановому проекту. По крайней мере, появилась уверенность в том, что немцы были далеки от создания ядерного оружия. Не было у немцев и больших успехов в решении проблемы разделения изотопов. Кикоин рассказывал, что они обнаружили в Институте кайзера Вильгельма в Берлине «наивную установку для разделения изотопов.., использовать всерьез такую технологию не представляется возможным».
Вероятно, наиболее интересные работы в этом направлении велись в лаборатории Манфреда фон Арденне, который, в частности, занимался разделением изотопов электромагнитным методом. Как известно, он был приглашен для работы в СССР. Кикоин вспоминал, что когда в мае 1945 года отыскал институт фон Арденне в пригороде Берлина, их встречал плакат на русском языке «Добро пожаловать». Барон фон Арденне с готовностью отправился в СССР вместе со своими сотрудниками и всем оборудованием, включая 60-тонный магнит для циклотрона. Более того, он написал письмо Сталину 10 мая 1945 года: «С сегодняшнего дня я предоставляю в распоряжение Советского правительства мои институты и самого себя».
Сначала предполагалось, что фон Арденне организует физико-технический институт, где продолжит свои исследования. В июне 1945 года ему предложили на выбор Подмосковье, Крым или Грузию как место для его института. Он выбрал Грузию. Затем все круто изменилось. Фон Арденне вспоминает вызов к Берии, где тот в присутствии Курчатова, Алиханова, Кикоина, Арцимовича сообщил барону, что он как директор нового атомного института должен сделать атомную бомбу для СССР. Дальше, по версии фон Арденне, он немедленно понял, что если согласится и в самом деле сделает бомбу, то больше никогда не попадет на родину. Поэтому он предложил, что будет заниматься не собственно бомбой, а проблемой разделения изотопов. По его версии, через полчаса предложение было принято.
Естественно, к таким воспоминаниям следует относиться с осторожностью.
Но все же фон Арденне в чем-то прав. Среди архивных документов опубликована «Записка И.В.Курчатова об организации работы института М. фон Арденне» от 4 августа 1945 года, где Курчатов предлагает командировать Арцимовича - ключевую фигуру советского атомного проекта - вместе с сотрудниками на постоянной основе в институт фон Арденне. Все это лишний раз свидетельствует о том, что в руководстве СССР царила нервозность после испытания ядерной бомбы в США и особенно после ядерных бомбардировок Японии.
Итак, Манфред фон Арденне руководит Институтом «А» в Сухуми. В этом институте вскоре стал работать немецкий физик Макс Штеенбек. Его разыскали летом 1945 года в лагере для военнопленных в Познани (Польша). Штеенбек был срочно переправлен в СССР, где стал заниматься газовой центрифугой для разделения изотопов урана.
Тем временем Кикоин был полностью поглощен газодиффузионным методом. Работы велись с нарастающим темпом. В 1947 году в Лаборатории № 2 в его отделе был запущен экспериментальный каскад диффузионных машин. Было показано, что принципиально задачу обогащения урана решить можно. В 1949 году на Урале заработал первый газодиффузионный завод. После серии неудач завод стал выдавать оружейный уран, и второе испытание атомного оружия в СССР в 1951 году проводилось с изделием, начиненным этим продуктом.