俄罗斯科学院院士哈里顿在1993年说，前苏联的原子弹是根据情报部门获取的美国原子弹的材料复制而成的。对此，韦利霍夫予以了承认。
在上世纪30年代，莫斯科、列宁格勒和哈尔科夫等地的研究所已完成了举世公认的核物理方面的某些试验。
斯大林在很长一段时间内一直认为情报部门获取的美国原子弹情报是假的。这很可能是受了贝利亚的影响。1942年，国防委员会科技处领导人卡夫塔诺夫和约费院士越过贝利亚直接向斯大林报告了美国人研制原子弹的情况，但斯大林始终对情报的真实性表示怀疑，不过为了以防万一，他给科学家们提供了一个试验的机会。1943年初，著名的第二实验室诞生了，后来在此基础上组建了以伊戈尔·瓦西里耶维奇·库尔恰托夫(著名物理学家、前苏联核研究的组织者和领导者)的名字命名的库尔恰托夫研究所。
应当说，前苏联当时研究原子弹的前景是非常渺茫的。原因之一是前苏联缺乏足够的铀矿。仅进行核反应堆试验就需要至少40吨铀。最主要的技术问题也未得到解决：如何从天然铀中分离出轻质同位素。情报部门在此之前向库尔恰托夫通报说，美国人采用的是“气体扩散法”，但这种办法成本昂贵。
但到了1943年年中，前苏联情报部门提供的几个重要消息促使局面发生了变化。第一个消息是：不用铀235,用钚也能制造出原子弹；第二个消息是：在反应堆的天然铀中能直接提取钚；第三个消息是：不仅是重水，石墨也能作为中子减速剂。
当时的情况是，前苏联国内没有一个人知道钚为何物。一切都得从零开始：生产高纯度石墨和反应堆用的金属铀；研究从反应生成物中提取钚的工艺……
研制工作举步维艰。库尔恰托夫不止一次寻求政府帮助，但每次都毫无结果。当时，美国从事这一项目研究的人员达20万，而前苏联只有100人！在美国向日本广岛和长崎投下原子弹之前，前苏联的核研究没有取得太大进展。
韦利霍夫称，美国对日本的原子弹轰炸震惊了斯大林。几天之后，研制核武器的专门委员会就宣告成立，贝利亚任主席。斯大林规定了最后期限——5年时间，他认为，在这段时间内美国暂不会对前苏联实施核打击。
而就在此时，前苏联情报部门得到了另外一个重要信息：如何引爆使用钚的炸弹……库尔恰托夫原以为，也可以像对待铀235一样，采用“制炮”方法。但很快发现，这种方法行不通。因而，他们发明了所谓的“内爆法”：在装有钚的球体周围安放了爆炸装置，然后在32个不同的点上同时引爆，巨大的压力使球体达到了临界点，然后迅速爆炸。
专门委员会成立之后，前苏联的核研究工作以前所未有的规模和速度展开。兴建了一批秘密军营、工厂、矿场。其规模之大令人震惊。前苏联在二战中建立了旨在应付战争的强大的动员式经济，这起到了关键作用。当库尔恰托夫需要建立反应堆时，他很快找到这方面的专家——多列扎利。正是多列扎利提出了与美国人不同的反应堆设计方案：将铀棒垂直放置，而不是水平放置，这样的威力更大。迄今，全世界仍然在采用这种方法。反应堆需要专门的金属构件，由梅利尼科夫领导的科研系统提供帮助；需要分离钚，由韦尔纳茨基和赫洛平领导的科研中心负责；需要金属铀和钚，由博奇瓦尔的研究所承担。这些学术权威个个都拼命工作，仅用4年的时间就制造出了第一颗原子弹。1949年8月29日，前苏联第一颗原子弹首次试爆即告成功。
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