Харитон исходил из общепринятой схемы распространения детонации, предусматривающей сжатие взрывчатого вещества ударной волной и последующую химическую реакцию, вызванную нагреванием при сжатии. Но сжатое вещество может расширяться и при этом остыть, не прореагировав химически. Если скорость реакции мала, то время ее развития слишком велико. Детонация затухает. Харитон высказал принцип, согласно которому для детонации заряда нужно, чтобы время разлета сжатого вещества превышало время реакции. В свою очередь, время реакции зависит от свойства вещества, давления и температуры, и наоборот – давление и температура зависят от свойств вещества. Кроме того, время разлета находится в зависимости и от диаметра заряда!

Отсюда следовал важнейший практический вывод: одно и то же вещество может быть почти инертным и не взрываться, если его взять в виде тонкого цилиндра, например, в лабораторных испытаниях. Но, тоже вещество способно полноценно взрываться (детонировать), будучи взято в виде большого заряда – например, в авиабомбе весом в одну тонну или больше. Разработанная Харитоном идея позволила понять причину трагического взрыва в 1921 г. нескольких тысяч тонн аммиачной селитры, скопившихся на одном немецком заводе. Аммиачная селитра считалась инертным веществом, и с ней соответственно и обращались. Но в большой массе, когда время разлета стало очень большим, могла возникнуть детонация.

В первые месяцы Великой Отечественной войны в лаборатории Харитона много внимания было уделено созданию детонатора мгновенного ударного действия для противотанковых гранат с взрывчатым веществом. Из осажденного Ленинграда он уехал с одним из последних эшелонов. В Казани, куда эвакуировался Институт химической физики, Юлий Борисович пробыл очень недолго, его вызвали в Москву. Он был прикомандирован к одному из институтов Наркомата боеприпасов и до конца войны участвовал как в работах по боевому использованию суррогатированных взрывчатых веществ, так и в разработке кумулятивных гранат и снарядов. За эти работы Харитон был удостоен первой своей правительственной награды – ордена Красной Звезды.

Игорь Васильевич Курчатов, став руководителем атомной программы, сразу привлек Харитона к наиболее ответственной части работ.

Выбор Курчатова был не случаен. Они были знакомы еще с 1924 г. и особенно тесно сблизились в конце тридцатых годов, когда оба включились в работы по ядерной физике.

Надо сказать, что не только в двадцатые годы, но и позже, в тридцатые, ядерные исследования казались чистой наукой. В 1932 г. Резерфорд сказал, что только фантасты могут думать о применении ядерной энергии. До конца своей жизни (он умер в октябре 1937 г.) Резерфорд придерживался этого категоричного мнения. Известно, что в 1934 г. он буквально выгнал из своего кабинета Лео Сцилларда, который пришел к нему с идеей цепной реакции с размножением нейтронов. Обиженный Сциллард назло Резерфорду получил патент на изобретение. Позднее, после войны, правительство США купило этот патент у Сцилларда за двадцать тысяч долларов.

Абрам Федорович Иоффе в отличие от Резерфорда не был пессимистом в отношении использования ядерной энергии. Свойственная ему глубокая интуиция подсказывала, что именно в этой области физики предстоят крупнейшие прорывы в понимании основных свойств материи. А это, как не раз показывала история, должно вызвать и крупные сдвиги в технике, и в частности, в энергетике, которая всегда привлекала внимание Иоффе.

Поэтому, несмотря на то, что институт и лично Иоффе подвергались сильной критике за «академическое» увлечение чистой физикой, Иоффе постоянно оказывал поддержку исследованиям атомного ядра. Более того, чтобы ускорить организацию этих работ, на некоторое время лично возглавил отдел, ведущий ядерные исследования. Заместителем его стал И.В. Курчатов. Позднее в Академии наук СССР была создана «урановая комиссия», в которую вместе с несколькими академиками вошли Курчатов и Харитон.