W 1938 rozpoczął studia na Pedagogicznym Uniwersytecie Moskiewskim. Ukończył je w Aszchabadzie, ponieważ uczelnia musiała zostać ewakuowana w trakcie inwazji niemieckiej w 1941. Następnie zaczął pracę laboratoryjną w Uljanowsku. Powrócił do Moskwy w 1945, gdzie w 1947 uzyskał doktorat. Zajmował się m.in. promieniowaniem kosmicznym. W połowie 1948 trafił do zespołu Igora Kurczatowa, gdzie zaczął pracę w radzieckim programie jądrowym. Po śmierci Kurczatowa został szefem programu, stając się współtwórcą radzieckiej bomby wodorowej. Widząc skutki dokonywanych prób, odmówił dalszych badań, stając się dysydentem.