В 1939 году Ирен и Фредерик Жолио-Кюри сообщили об открытии нового вида ядерной реакции. Ядро урана под действием нейтронов распадается на два радиоактивных осколка. Советских физиков и радиохимиков это сообщение чрезвычайно взволновало.
Советские ученые Юлий Борисович Харитон и Яков Борисович Зельдович теоретически обосновали возможность осуществления цепной ядерной реакции в уране[en] на быстрых и медленных нейтронах. Они указали что необходимое для течения цепной ядерной реакции небольшое обогащение урана изотопом[en] — ураном-235 — можно было бы осуществить центрифугированием газообразных соединений урана[en]. Курчатов, активно участвуя в обсуждении, направил усилия коллектива своей лаборатории на точное определение числа нейтронов, рождающихся в одном акте деления.
В результате сотрудники его лаборатории К. А. Петржак и Г. Н. Флёров открыли новое явление — самопроизвольное деление урана[en]. Сообщение об этом они послали в «Известия АН СССР[en]», а также в американский[en] журнал «Физикал ревю». Уже в конце ноября 1939 года в Харькове на сессии физико-математического отделения Академии наук[en].
На Всесоюзном совещании по физике атомного ядра в Москве в ноябре 1940 года остро встал вопрос о необходимости строительства уранового[en] «котла». Однако внезапное нападение фашистской Германии на Советский Союз отодвинуло решение этого вопроса.
