Lebiediewa Akademii Nauk ZSRR, którego w 1951 został dyrektorem (do 1973), początkowo jako konsultant, później kierownik działu pęków kosmicznych i kierownik laboratorium jądra atomowego. Po ataku Niemiec na ZSRR został wraz z instytutem ewakuowany do Kazania. W 1946 założył i został dyrektorem 2 Naukowo-Badawczego Instytutu Fizyki Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego (obecnie Naukowo-Badawczy Instytut Energii Atomowej MGU im. Skobielcyna). Od 1946 do 1948 pracował jako ekspert ds. energii atomowej w Ambasadzie ZSRR przy ONZ. Był autorem ok. 50 prac naukowych. Od 1946 brał aktywny udział w radzieckim projekcie atomowym jako członek Rady Naukowo-Technicznej Pierwszego Głównego Zarządu przy Radzie Ministrów ZSRR i zastępca przewodniczącego Rady Naukowej przy prezesie Akademii Nauk ZSRR. W 1973 został honorowym dyrektorem Instytutu Fizyki Akademii Nauk ZSRR. Jednocześnie z pracą naukową pracował jako wykładowca, od 1931 do 1938 był adiunktem i profesorem Leningradzkiego Instytutu Fizyko-Mechanicznego i Leningradzkiego Instytutu Industrialnego, a od 1940 profesorem Wydziału Fizyki Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego. W 1934 otrzymał tytuł profesora, a w 1936 doktora nauk fizyko-matematycznych. W 1939 został członkiem korespondentem, a w 1946 akademikiem Akademii Nauk ZSRR.