В начале 1942 г. часть, в которой служил лейтенант Георгий Флёров, расположилась в Воронеже, вблизи линии фронта. Воронежский университет эвакуировался, но его библиотека осталась. «Американские физические журналы, несмотря на войну, в библиотеке были, и они больше всего интересовали меня, – писал Флёров позднее. – В них я надеялся ознакомиться с новыми статьями по делению урана, найти отклики на нашу работу по спонтанному делению». Когда Флёров просматривал журналы, он обнаружил, что в них не только отсутствовал отклик на его открытие, но не было и других статей по делению. Флёров сделал напрашивающийся вывод: исследования по ядерному делению в США строго засекречены. И был абсолютно прав. Все это означает, заключил Георгий Флёров, что американцы трудятся над созданием атомного оружия. Еще более тревожным был тот факт, что у нацистской Германии тоже имелись свои первоклассные ученые, значительные запасы урановых руд, завод тяжелой воды, технология получения урана и методы разделения изотопов. Флёров решил бить тревогу и отправил письмо Сергею Кафтанову, уполномоченному Государственного комитета обороны по науке. В письме физик указывал на отсутствие в иностранных журналах публикаций по делению: «Это молчание не есть результат отсутствия работы. <…> Словом, наложена печать молчания, это-то и является наилучшим показателем того, какая кипучая работа идет сейчас за границей». Он также считал уместным «запросить англичан и американцев о полученных ими за последнее время результатах»
Опять не дождавшись ответа, Флёров решил прибегнуть к последнему возможному для советского гражданина средству: в апреле 1942 г. он отправил письмо И.В. Сталину, в котором утверждал:
«Единственное, что делает урановые проекты фантастическими, – это слишком большая перспективность в случае удачного решения задачи. <…> В военной технике произойдет самая настоящая революция. Произойдет она без нашего участия, и все это только потому, что в научном мире сейчас, как и раньше, процветает косность. Если в отдельных областях ядерной физики нам удалось подняться до уровня иностранных ученых и кое-где даже их опередить, то сейчас мы совершаем большую ошибку, добровольно сдавая завоеванные позиции».
Флёров предложил созвать совещание ученых для обсуждения ядерных исследований и просил, чтобы лично ему для сообщения выделили полтора часа. «Очень желательно, Иосиф Виссарионович, ваше присутствие, – добавлял он, – явное или неявное».
Добралось ли до Сталина письмо Флёрова, доподлинно неизвестно. Заседание, которого он требовал, не состоялось. Письмо было передано Сергею Кафтанову. Много позже сам Кафтанов вежливо говорил об определенной значимости письма физика-лейтенанта для принятия решения о старте советского атомного проекта, но решающее слово сказала разведка.
Экспериментальная ядерная физика стала его призванием на всю жизнь. В те годы многих волновала принципиальная возможность цепной ядерной реакции, и Георгий Флёров совместно с Львом Русиновым в 1938 г. предпринимают эксперимент, в котором пытаются получить цепной процесс деления ядер урана. Эксперимент дал важные результаты для определения ключевого параметра цепной реакции – числа вторичных нейтронов, возникающих при делении ядер урана. Этот эксперимент стал началом большой работы Флёрова по изучению деления атомных ядер.