Радиевый институт был организован еще в 1922 году по предложению В. И. Вернадского. Знаменитый геохимик и глубокий мыслитель, создавший институт, подобный прославленному Институту радия в Париже, но значительно более широкий по тематике, стал его первым и ректором и занимал этот пост шестнадцать лет. Лишь в 1938 году руководство институтом перешло к Виталию Григорьевичу Хлопину, ученику Вернадского.
В Радиевом институте с 1937 года действовал циклотрон — ускоритель заряженных частиц, без которого невозможно проникнуть в тайны ядра. Этот циклотрон, тогда единственный в Европе и самый крупный в мире — по мощности он значительно превосходил все пять американских ускорителей, — был построен по проекту замечательного физика Льва Владимировича Мысовского. Во Франции Фредерик Жолио лишь перед самой войной закончил монтаж циклотрона, сходного с ленинградским, но пустить его тогда не удалось. В Англии тоже только к началу войны Джеймс Чадвик, прославившийся открытием в 1932 году нейтрона, смонтировал первый циклотрон. Германия же вступила в войну, не имея ни одного ускорителя частиц, хотя строилось их шесть.
Направление исследований в Ленинградском радиевом институте определяла научная прозорливость Вернадского. Вместе с Хлопиным он еще в 1932 году, за два года до открытия Фредерика Жолио и Ирен Кюри, возвестил миру, что приближается эра новотворения элементов, в том числе радиоактивных, способных стать источником атомной энергии. В. Г. Хлопин и его ученики с 1935 года немало сил отдавали поискам трансуранов. И когда из Берлина пришло сообщение о делении урана. Хлопин немедля приступил к изучению форм его распада. Независимо от Гана он решал те же проблемы осколочных элементов. Для радиохимии этот путь естествен: правда, он уводит на время от заурановых элементов — пока лишь гипотетических — в область элементов среднего веса, и предвещает будущий прорыв к сверхтяжелым ядрам. Именно так и произошло. В отличие от Гана, замкнувшегося в узкой области деления ядер, Хлопин вскоре погрузился в исследование плутония — важнейшего из трансуранов: без этого элемента сегодня немыслимы ни ядерное оружие, ни мирный атом.
Во главе Ленинградского физико-технического института стоял его создатель — академик Абрам Федорович Иоффе, которого справедливо называют отцом советской физики. Удивительно многообразна деятельности этого замечательного ученого. Помимо всего прочего, он был великим «ловцом человеков» — умел находить таланты, пестовал их, безошибочно указывал область работ, где полнее всего раскрывались дарования каждого. Именно Иоффе в 1932 году переключил внимание двадцатидевятилетнего Игоря Курчатова, уже составившего себе известность изучением диэлектриков, с проблем твердого тела к только зачинавшейся науке о ядре. И хотя многие считали, что молодой физик напрасно уходит от диэлектриков в незнакомый мир атомных ядер, решение это оказалось и дальновидным и весьма благотворным — ровно через десять лет Курчатов возглавил советскую атомную программу и первым в мире поставил энергию ядра на службу мирным целям.
Игорь Васильевич Курчатов родился 12 января 1903 года на Урале. В Физтехе стал постоянным сотрудником с 1925 года. Приступил к исследованию ядра, он, как и почти все ядерщики мира, воспроизводит знаменитые опыты Ферми по искусственному преобразованию ядер при бомбардировке их нейтронами. И вскоре вместе с помощниками — Львом Русиновым, своим братом Борисом Курчатовым и Львом Мысовским — делает важное самостоятельное открытие: доказывает, что некоторые ядра, в частности ядра брома, преобразуются не одним, а несколькими способами. Это явление, названное ядерной изомерией, привлекло к себе внимание за рубежом и стало предметом многих теоретических изысканий.
Деятельность И. В. Курчатова не ограничивалась стенами родного института. Когда возникли затруднения с наладкой советского циклотрона — опыта в обслуживании таких крупных ускорителей нигде в мире не было, — он предложил свою помощь и четыре дня из пяти по десять-двенадцать часов проводил в циклотронной, пока установка не заработала на полную мощность. Здесь же, в Радиевом институте, Курчатов поставил на циклотроне ряд важных для исследования ядерных реакций экспериментов.
С первыми же сообщениями о берлинском открытии Курчатов включился в урановое состязание физиков. В отличие от Хлопина, сосредоточившего внимание на осколочных элементах, он занялся вторичными нейтронами: главной целью его научных поисков сразу же стала цепная реакция деления урана как новый источник энергии. В экспериментах участвовала вся лаборатория Курчатова, а два его молодых ученика Лез Русинов и Георгий Флеров осуществили прямые определения количества вторичных нейтронов. Таким образом, в те памятные весенние месяцы 1939 года наиболее значительные ядерные исследования велись одновременно в трех лабораториях мира: у Фредерика Жолио в Париже, у Энрико Ферми в Нью-Йорке и у Игоря Курчатова в Ленинграде. И уже 10 апреля на нейтронном семинаре в Физтехе Флеров докладывал: в каждом распаде ядра при бомбардировке урана высвобождается от двух до трех вторичных нейтронов — значит, цепная реакция возможна. Как выяснилось впоследствии, эти цифры были точнее полученных парижанами. Но Жолио с Хальбаном и Коварским послали сообщение в журнал чуть раньше — 7 апреля. Счет шел на дни, и приоритет в экспериментальном открытии вторичных нейтронов, предсказанных Ферми 26 января, остался за Жолио и его сотрудниками.