25 декабря 1946 года в 18:00 первый на Евроазиатском континенте ядерный реактор Ф-1 был выведен на мощность сотрудниками Лаборатории № 2 Академии наук СССР (ныне НИЦ "Курчатовский институт"). В пуске под руководством И.В. Курчатова принимали участие сотрудники Лаборатории: И.С. Панасюк, Е.Н. Бабулевич, Б.Г. Дубовский, А.К. Кондратьев. На следующий день был устроен "показательный" пуск Ф-1 в присутствии председателя Спецкомитета, куратора урановой проблемы от Политбюро ЦК ВКП(б) Л.П. Берии.
Спецкомитет был образован вскоре после получения известий о первом боевом применении США двух атомных бомб, сброшенных на японские города Хиросиму и Нагасаки 6 и 9 августа 1945 года. В него входило девять человек, среди которых были академики И.В. Курчатов и П.Л. Капица.
В 1939 году Я.Б. Зельдович и Ю.Б. Харитон выполнили расчеты и показали, что, имея десяток килограммов легкого изотопа урана - урана-235, можно, в принципе, сделать компактный заряд, по силе взрыва эквивалентный десятку тысяч тонн тринитротолуола.
30 июля 1940 года в Академии наук СССР была создана урановая комиссия под председательством В.Г. Хлопина, с академиками В.И. Вернадским и А.Ф. Иоффе в качестве его заместителей. Среди ее членов были академики П.Л. Капица и А.Е. Ферсман, а также И.В. Курчатов, Ю.Б. Харитон и другие.
В 1941 году в СССР исследования по проблеме урана были прерваны войной.
28 сентября 1942 года вышло Распоряжение ГКО №2352сс "Об организации работ по урану". Основанием для выхода Распоряжения послужило получение разведданных о том, что исследования по разработке ядерного оружия ведутся в научных лабораториях не только в Германии, но также в Англии и США. Публикации работ по урану за рубежом были прекращены с 1940 года.
11 февраля 1943 года вышло Распоряжение ГКО № 2872сс о возложении научного руководства работами по урану на И.В. Курчатова.
12 апреля 1943 года распоряжением по АН СССР была организована Лаборатория № 2 , которую возглавил И.В. Курчатов.
Курчатов привлек к решению поставленной задачи наиболее талантливых и готовых по своей предвоенной деятельности специалистов: Ю.Б. Харитона, Я.Б. Зельдовича, Г.Н. Флерова, И.К. Кикоина, А.И. Алиханова. Им предстояло конкурировать с лучшими физиками мира, собранными в США для решения этой проблемы и уже практически три года активно работающими над ней.
Изначально все усилия были направлены на создание ядерного реактора, на котором можно было бы наработать необходимое количество плутония (не существующего в природе элемента) для изготовления атомной бомбы. В результате выполненных экспериментальных работ были определены требуемые характеристики по чистоте реакторных материалов - урана и графита. Была разработана технология их производства в необходимом количестве.
В 1943 году были начаты геологоразведочные работы для поиска месторождений урановых руд, организована их добыча и переработка.
В 1945 году начали выпускать уран и графит необходимого качества и в необходимых объемах. По мере поступления материалов с предприятий началось моделирование сборки активной зоны реактора, который решили строить на территории Лаборатории № 2. Днем и ночью, в армейских палатках, научные сотрудники, лаборанты, рабочие собирали графитовые призмы с ураном, проводили эксперименты, изучали характеристики урановых блоков, выбирали их оптимальные размеры.
В 1946 году было построено специальное здание с шахтой для реактора глубиной 10 метров, с надежной биологической защитой, приборами внутреннего и внешнего дозиметрического контроля, дистанционным управлением реактором. Из различных вариантов был выбран гетерогенный реактор, где уран располагается отдельными блоками между замедлителем реакции, в качестве которого использовался графит.
Поочередно были собраны четыре сборки со все более увеличивающимися размерами, и в результате спрогнозированы основные размеры реактора.
В ноябре началась финальная сборка реактора, на котором 25 декабря 1946 года И.В. Курчатов с сотрудниками впервые в Евразии осуществил цепную реакцию деления урана. Этот реактор стал легендарным реактором Ф-1 – "Физическим первым".
На осуществление этого грандиозного проекта, сложнейшего и чрезвычайно трудоемкого, понадобилось всего 16 месяцев! Именно с пуском реактора Ф-1 связана легендарная фраза Курчатова: "Атомная энергия теперь подчинена воле человека!".
В 1947 году в реактор было добавлено три слоя активной зоны для увеличения запаса реактивности с целью увеличения экспериментальных возможностей реактора.
В 1947-1948 годах на Ф-1 были проведены чрезвычайно важные эксперименты, которые позволили построить и пустить на южном Урале первый промышленный реактор, наработать на нем необходимое количество плутония и в 1949 году испытать первый атомный заряд.
В дальнейшем на реакторе Ф-1 было выполнено много важнейших экспериментов, которые экспериментально доказали безопасность реактора, позволили уточнить количественные характеристики важнейших физических констант.
Задачи и направления исследований, проводимых на Ф-1, менялись в ходе развития атомной энергетики страны, создания новых исследовательских, опытных и экспериментальных реакторов. Они все более концентрировались на использовании основного преимущества установки – стабильности нейтронных полей, объясняемой неизменностью геометрии и загрузки активной зоны (до сих пор сохраняется первоначальная загрузка и геометрия кладки). Реактор Ф-1 стал центром коллективного пользования для ученых многих специальностей, незаменимым объектом для междисциплинарных исследований.
В 1976 году реактор Ф-1, благодаря своим уникальным физическим свойствам, был аттестован как рабочий эталон нейтронного потока. В настоящее время он имеет статус памятника науки и техники.