Возможно, этот удивительный поворот событий объясняется сведениями, сообщенными французским ядерным физиком Жолио-Кюри своему коллеге Иоффе: немецкие радиохимики открыли фундаментально новую ядерную реакцию, бомбардируя уран нейтронами. Академик Флеров вспомнит много позже: «В воздухе запахло ядерным порохом». Уже в 1940 г. Флеров наблюдал за спонтанным распадом урана и думал о регулируемой реакции. «Мы немедленно сделали расчеты ядерной реакции, — вспоминает Харитон, — и вскоре поняли, на бумаге, по крайней мере, что цепная реакция возможна, реакция. которая может высвободить неограниченный объем энергии». Для создания атомной бомбы необходим стал изотоп урана U235. Непосредственно проблемой ядерного распада Курчатов начал заниматься в ленинградском Физико-техническом институте в начале 1939 г.

Читая специальную западную литературу, советские ядерные физики хотели знать, идет ли еще кто-нибудь той же дорогой. И если идет, то какие видит для себя перспективы? Неудивительно, что американское «Физическое обозрение» за апрель 1940 года было прочитано с пристальным вниманием: физики из Чикагского университета поместили статью об эффективности использования «тяжелой воды» в качестве среды, отражающей нейтроны. Харитон, Зельдович, Курчатов, Флеров пришли к выводу, что (вспоминает Харитон), «следует продолжать работать с материалом».

Весной 1940 г. преподававший русскую историю в Иельском университете Г.В. Вернадский прислал своему отцу — академику В.И. Вернадскому статью из «Нью-Йорк Таймс» об исследованиях в области ядерной энергии. Последовало письмо В.И.Вернадского в Академию наук. Это было нечто вроде советского варианта письма Эйнштейна президенту Рузвельту. Результатом явилось создание Специального комитета по проблемам урана. В него вошли Хлопин, Вернадский, Ферсман, Иоффе, Капица, Курчатов, Харитон, решившие изучить путь, ведущий к контролируемой ядерной реакции, к созданию атомного реактора. В октябре 1940 г. создавались три новых циклотронов — два в Ленинграде и один в Москве. Ферсман был направлен в Среднюю Азию за ураном. Курчатов в ноябре 1940 г. сделал обзор осуществляемых в мире усилий на этом направлении и перечислил материалы и оборудование, в которых нуждалась советская ядерная физика. Отвечая на вопрос о возможности создания ядерной бомбы, он уверенно ответил утвердительно, но сказал. что она будет стоить примерно столько, сколько стоит гидроэлектростанция. Очевидец передает атмосферу дебатов: «Ситуация во время выступления Курчатова сложилась драматическая. Заседание происходило в помещении Коммунистической Академии на Волхонке, в большом зале с амфитеатром, переполненном участниками (Всесоюзной конференции). По мере выступления волнение аудитории продолжало расти и к окончанию у всех создалось впечатление, что мы находимся на пороге великого события. Когда Курчатов завершил свое выступление и вместе с председательствующим на собрании Хлопиным вышел в прилегающую к президиуму комнату, Иоффе, Семенов, Лейпунский, Харитон и другие, один за другим, двинулись туда. Дискуссия по докладу Курчатова продолжалась и в холле… Перерыв был отложен.»

Идея уже стала частью национальной стратегии выживания. Полагая, что бомба будет создана из урана U235, группа Курчатова изучала различные способы обогащения урана — газовая диффузия, избирательно обогащая уран, работая в скоростной центрифуге.