子能科学研究院（四〇一所）工作，这是中国最早的核武器研究所。他在热核材料研究领域努力钻研，取得成就，获副研究员技术职称。1959年，中苏关系恶化，苏联拒绝向中国提供原子弹模型及技术资料，中央乃决定核研究院所与生产厂家结合，实行厂所（院）合一，早日研制出原子弹。1961年，中国原子能科学研究院一院部分科研人员调入中国核燃料元件厂（二〇二厂），刘允斌所在的四〇一所元件工艺室并入该厂，成立第二研究室。刘允斌奉调到位于内蒙古自治区包头的二〇二厂组建第二研究室，负责热核材料研究工作。二〇二厂位于高原的山脉中，一条公路