В июне 1943 г. советские войска в ожесточенных боях на Курской дуге нанесли сокрушительный удар гитлеровской армии, погнали противника к Днепру и освободили Харьков.

К. Д. Синельников тотчас же поехал туда, в свои полуразрушенные лаборатории, и, согласовав план действий с Курчатовым, наметил пути и сроки их восстановления. Было решено восстановить прежде всего электростатические генераторы и начать измерения элементарных констант, определяющих условия возбуждения цепных реакций.

В это время Курчатов, заручившись поддержкой Государственного Комитета Обороны, искал место для нового института. От ряда зданий в черте города он отказался…

Выбор пая на недостроенное трехэтажное кирпичное здание за окружной железной дорогой на краю необъятного картофельного поля, в километре от Москвы-реки. В нескольких сотнях метров от здания были расположены два недостроенных одноэтажных каменных домика, два складских помещения, тоже еще без крыш, и в полукилометре — двухэтажное здание небольшого завода медицинских рентгеновских аппаратов. Здесь, на краю бывшего Ходынского поля, служившего много десятилетий артиллерийским и пулеметным стрельбищем, начала строиться Лаборатория № 2 Академии наук СССР, сыгравшая ведущую роль в решении атомной проблемы в СССР».

В освобожденном Харькове возобновились ядерные исследования.

Весной 1944 г. строительство корпуса («Красного дома») в Покровском-Стрешневе было закончено, туда доставили научную аппаратуру. Всю территорию ВИ9М закрепили за Лабораторией № 2 Академии наук СССР — так стали именовать новый исследовательский центр по ядерной физике.

К середине 1944 г. в «Красном доме» трудилось 50 человек; научные работники жили в этом же здании. А менее чем через год в лаборатории Курчатова числилось уже 100 сотрудников.

Для проведения испытаний напротив «Красного дома» на достаточном отдалении поставили большую, похожую на барак брезентовую армейскую палатку. У входа в нее стоял часовой.

По предложению И. В. Курчатова в план работ Лаборатории № 2 были внесены раздели о сооружении циклотрона и уран-графитового реактора. С помощью циклотрона предстояло получить первые, почти невесомые порции трансуранового элемента плутония, которые позволили бы изучить его химические и физические свойства. Целью постройки уран-графитовой системы была проверка теоретических предсказаний о возможности управляемой цепной ядерной реакции, а также изучение физических свойств урана-235 и урана 238, получение плутония в так называемых весовых количествах.

Расчеты теоретиков говорили о том, что плутоний, как и уран-235, способен к делению под действием нейтронов. Следовательно, этот искусственно получаемый элемент мог служить ядерной взрывчаткой и найти применение в атомной бомбе. Однако тогда свойства плутония вырисовывались лишь очень приблизительно, их надо было установить с помощью опытов и изучить.