13 октября 1960 года во время похода в Баренцевом море на лодке К-8 была обнаружена протечка трубопроводов 1-го контура. В ходе ликвидации аварии произошёл разрыв парогенератора 2-го контура. В результате аварии экипаж получил большие дозы облучения. Аналогичные аварии повторялись 1 июня 1961 г и 8 октября 1961 г, в результате лодка 11 ноября 1961 г встала на средний ремонт и не смогла принять участие в походе к берегам Кубы в октябре 1962 г. По тем же причинам в 1962–1964 гг однотипная лодка К-14 также оказалась в ремонте, у неё полностью вырезали и заменили реакторный отсек. Похожая авария произошла во время учебного похода 4-10 апреля 1962 г на лодке К-52, из-за чего она также всю вторую половину 1962 г провела в ремонте. Радиационная авария, связанная с разрушением ТВЭЛов в реакторе, произошла в 1963 г на лодке К-5, также проходившей ремонт в период с 19 ноября 1960 г по декабрь 1962 г.
Таким образом, все многоцелевые АПЛ первого поколения, строившиеся в тот период с невероятным напряжением всей промышленности страны, оказались непригодны к боевой службе, и встали на ремонт ровно в тот момент, когда были более всего востребованы — в момент Карибского кризиса. Хуже того, командование Северного флота, получив приказ отправить к Кубе подводные лодки, побоялось доложить, что все наличные АПЛ находятся в ремонте, и, выполняя приказ, послало для выполнения нереальной для них боевой задачи 4 дизельные лодки 641 проекта, фактически дезинформировав министерство обороны и высшее политическое руководство страны.
Прояснив ситуацию, адмирал замучил требованиями разработчика парогенераторов Генриха Алиевича Гасанова и руководителя подводной атомной программы СССР академика Александрова, настаивая на замене нержавеющих парогенераторов на титановые.
Первоначально требования Кузнецова из атомщиков поддерживал только Курчатов. Академику Александрову, который не был убеждён в необходимости применения дорогостоящего и трудно обрабатываемого титана, Хрущёв был вынужден отдать прямое распоряжение делать парогенераторы титановыми (АИ, см. гл. 02–08). Однако Гасанов, которому очень не хотелось переделывать только что спроектированную конструкцию и связываться с капризным и пожароопасным титаном, и после этого ещё сопротивлялся, пока, в итоге, Николай Герасимович не убедил атомщиков построить на Обнинской АЭС защищённый бетонным куполом наземный стенд для испытаний парогенераторов. На нём были проведены эксперименты для подтверждения информации о поведении нержавеющей стали в условиях высоких давлений, температур и радиоактивного облучения.
Как только выяснилось, что нержавеющая сталь в этих условиях не работает, адмирал заставил Гасанова заменить материал парогенераторов на титан. Его требования в довольно категоричных выражениях поддержал Хрущёв, который с самого начала программы развития атомного подводного флота в 1954 г настаивал на применении в парогенераторах титана. С помощью специалистов ОКБ-301 Семёна Алексеевича Лавочкина, преодолев большие технологические трудности, коллектив Балтийского судостроительного завода им Орджоникидзе освоил в 1958 г технологии механической обработки и сварки титана.
Тщательная отработка конструкции парогенераторов, и переход на новые конструкционные материалы помогли избежать тяжёлой радиационной аварии на атомной лодке К-8 проекта 627 13 октября 1960 г, и ещё целого ряда аварий и происшествий.
На базе многоцелевой лодки проекта 627 была разработана лодка проекта 645, имевшая реактор с жидкометаллическим теплоносителем. Разработка велась с 1952-го по 1957 й год. Главным конструктором лодки до 1956 года был начальник СКБ-143 Владимир Николаевич Перегудов, затем работы по ней вёл Александр Карпович Назаров. При её разработке также учли выявленные в ИАЦ недостатки проекта, поэтому теперь лодки проектов 627 и 645 различались меньше, чем в «той» истории. Часть технических решений с проекта 645 перешли на 627-й, в то же время от некоторых спорных моментов, вроде переноса реакторов ближе к носовой части, отказались.
Лодка была заложена 15 июня 1958 года, её командиром был назначен капитан 2 ранга Иван Иванович Гуляев. Сложность проекта и задержки с поставками оборудования привели к сдвигу срока сдачи флоту с конца 1960 года на начало 1962-го. Для отработки совершенно нового типа реактора в Обнинске был построен испытательный стенд, на котором проводились эксперименты по изучению его поведения на различных режимах работы.