Велось проектирование и строительство зданий на территории Лаборатории № 2 для большого циклотрона, физического уран-графитового котла, подземной лаборатории для перехода от экспериментов на винтовках к использованию артиллерийских орудий для пушечного варианта бомбы, здания для электромагнитных разделительных установок.
Становилось ясно, что на одной площадке одному коллективу всех задач не охватить. В конце 1945 года Алиханов А.И. отделился в самостоятельный институт - Лабораторию № 3 АН СССР с главной программой создания тяжеловодных реакторов...
Экспериментальные исследования и расчеты, а также ознакомление с возможностями промышленности показали, что уран-графитовые котлы могут начать промышленную выдачу плутония на год раньше, чем тяжеловодные, т.е. в 1948 году. Поэтому задача Курчатова по созданию физического прототипа уран-графитового котла была принята Техсоветом ПГУ за первоочередную. Из двух методов разделения изотопов диффузионный к 1946 г. был больше продвинут, чем электромагнитный.
В начале 1946 года в Лаборатории № 2 сформировались три отдела. В задачу отдела «К» под руководством И.В. Курчатова входили разработка промышленного производства плутония на уран-графитовом котле и ядерно-физические исследования и измерения для бомб, а также важнейшие вопросы радиохимии, прежде всего по выделению плутония. Отдел «Д» под руководством И.К. Кикоина занимался созданием диффузионного завода для обогащения урана до 90% изотопом урана-235, отдел «А» под руководством Л. А. Арцимовича двигался к той же цели, разрабатывая электромагнитные установки.
И.К. Кикоин и Л.А. Арцимович были назначены заместителями И.В. Курчатова по Лаборатории № 2. Тогда же выбрали площадки на Урале для трех, как тогда называли, «комбинатов», приступили к их проектированию в Ленинграде в ГСПИ-11, возглавляемом А.И. Тутовым, и начали в том же году строительство. На сотрудников трех отделов легла ответственность научного руководства в создании трех промышленных объектов».
В декабре 1946 года (несмотря на то, что вплоть до октября 1946 года не было и половины нужного количества урана) в Лаборатории №2 был осуществлен пуск уран-графитового атомного реактора. Этот пуск был и началом работ по изучению воздействия радиации на живые организмы (для этого в реакторном зале привязывали собак).
Для опытного реактора требовалось около 50 тонн чистого урана-238. Но в то время СССР еще не имел своих разведанных месторождений природного урана, поэтому задание Сталина: "Найти урановые руды и немедленно начать добычу" поручили заместителю наркома внутренних дел А. П. Завенягину, под руководством которого была создана специальная горнорудная промышленность для добычи урановой руды в Киргизии, Таджикистане и Узбекистане. Уже в 1945 году добыто 7 тонн урановых солей, а в 1946 - 20 тонн. Выручил немецкий уран - около 100 тонн урана вывезли из Германии после победы над ней.
