Продвижение советских войск в Центральной Европе создало давало новые возможности для реализации атомного проекта. В конце марта 1945 году чехословацкое правительство в изгнании, возглавляемое Эдвардом Бенешем, возвращаясь в Прагу, переехало из Лондона в Москву. Во время его пребывания в Москве было подписано секретное соглашение, дававшее Советскому Союзу право добычи в Чехословакии урановой руды. Урановые шахты в Яхимове (Йоахимстале) вблизи границы с Саксонией в начале столетия были главным мировым источником урана. Перед Второй мировой войной они давали около 20 тонн оксида урана в год. Правительство Бенеша, вероятно, ничего не знало о том, какое значение приобрел уран, и легко согласилось поставить советским друзьям весь его запас, имеющийся в Чехословакии, и в будущем поставлять добываемую урановую руду только в СССР.

Доступ к чехословацкому урану был важен, но еще большую выгоду можно было ожидать от оккупации Германии. 5 мая Игорь Курчатов направил Лаврентию Берии записку следующего содержания:

Последняя полученная нами информация о работе за границей показывает, что в настоящее время в Америке уже работает 6 уран-графитовых котлов, в каждом из которых заложено около 30 тонн металлического урана.

Два из этих котлов используются для научных исследований, а четыре, наиболее мощные, – для получения плутония.

В той же информации указано, что толчок тем грандиозным работам по урану, которые сейчас проводятся в Америке, был дан получением из Германии отчетов об успехах в области котлов «уран – тяжелая вода».

В связи с этим я считаю совершенно необходимой срочную поездку в Берлин группы научных работников Лаборатории № 2 Академии наук СССР <…> для выяснения на месте результатов научной работы, вывоза урана, тяжелой воды и др. металлов, а также для опроса ученых Германии, занимавшихся ураном.

Реакция Берии была мгновенной. Еще не стихли раскаты боев, не подписан акт о капитуляции Германии, а 7 мая на место вылетел заместитель члена ГКО Василий Алексеевич Махнёв с группой сотрудников НКВД и Лаборатории № 2. Руководством работ группы занимался генерал-лейтенант Авраамий Павлович Завенягин, один из заместителей Берии. В ее состав входили двадцать четыре видных физика, включая Арцимовича, Зельдовича, Кикоина, Немёнова, Харитона и Флёрова. Все они для конспирации и представительности были переодеты в военную форму.

Советские ученые вскоре обнаружили, что из германской ядерной физики много извлечь не получится. Их немецкие коллеги не выделили уран-235, не создали работоспособный реактор, не сумели разобраться в принципах построения атомной бомбы. Советская группа, однако, обнаружила, что ведущие немецкие ядерщики, среди которых были Отто Ган и Вернер Гейзенберг, попали на Запад. Десять известнейших физиков англичане интернировали в имение Фарм-Холл, вблизи Кембриджа.

Впрочем, некоторые немецкие ученые решили не бежать на Запад. Среди них был барон-изобретатель Манфред фон Арденне, у которого была частная лаборатория в Берлин-Лихтерфельде и который создал прототип устройства для электромагнитного разделения изотопов. Другим физиком был нобелевский лауреат Густав Герц, который разрабатывал газодиффузионный метод разделения изотопов. С советскими оккупационными властями согласились сотрудничать петербуржец Николай Риль и химик Макс Фольмер. Немецкие ученые были перевезены в Советский Союз в мае и июне 1945 года вместе с оборудованием из их лабораторий.

Однако не немецкие ученые или их оборудование, а немецкий уран стал главной находкой советской миссии. Юлию Харитону и Исааку Кикоину удалось в результате тщательного расследования отыскать спрятанное сокровище – сто тонн оксида урана. Впоследствии американская разведка установила, что в конце войны Советский Союз получил в Германии и в Чехословакии около 340 тонн оксида урана.