到了莫斯科。克洛宾在库尔恰托夫、列夫·米索夫斯基（Lev Mysovskii）和格奥尔基·弗廖罗夫的直接指导下，装配了欧洲第一座粒子回旋加速器。安装作业于1937年完成，1939年9月21日开始使用。库尔恰托夫与他的学徒弗廖罗夫于1939年发现了铀的链式反应以及构思核反应炉。1942年，库尔恰托夫宣佈：「一公斤的铀核进行分裂后，释放出来的能量与20,000吨TNT炸药相等。」，此一通告于后来在美军于广岛进行的原爆中获得了应验。
原子弹工程.1941年，纳粹德国对苏联展开了大规模