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  库尔恰托夫出生于俄罗斯帝国乌法省希姆斯基萨夫罗德(Simsky Zavod,现今俄罗斯车里雅宾斯克州锡姆附近的一座小镇)。库尔恰托夫就读的物理学系,在亚伯拉罕·费多尔维奇·约费教授下,获得物理学博士学位。库尔恰托夫还曾于彼得格勒就读国立技术大学,获得海军工程学位。  完成物理学和海军工程学的修习后,库尔恰托夫前往巴库的约费物理技术研究所担任助教,之后在亚伯拉罕·费多尔维奇·约费博士下作关于放射线的各种问题。1932年,库尔恰托夫收到资金,建立了自己的核科学研究团队,这支团队尔后于1939年建立了苏联第一座回旋加速器。

  1931至1934年间,库尔恰托夫于列宁格勒镭研究院下、由维塔利·克洛宾(Vitaly Khlopin)领导的物理部门工作,在那里,库尔恰托夫以一位资深科学家的身份进行他的研究工作,并参与了欧洲第一台回旋加速器的研发工作(起于1932年,于1937年完成)。接着一直到1943年,库尔恰托夫于约费研究院与阿纳托利·彼得罗维奇·亚历山德罗夫一同工作。在这期间,他们设计的消磁船舶保护了苏军的船只不被德军的水雷所破坏,此一技术于二战战后被广泛利用。1943年,因投入苏联的原子弹开发工程,库尔恰托夫的实验室自约费研究院分离出来,搬到了莫斯科。  克洛宾在库尔恰托夫、列夫·米索夫斯基(Lev Mysovskii)和格奥尔基·弗廖罗夫的直接指导下,装配了欧洲第一座粒子回旋加速器。安装作业于1937年完成,1939年9月21日开始使用。库尔恰托夫与他的学徒弗廖罗夫于1939年发现了铀的链式反应以及构思核反应炉。1942年,库尔恰托夫宣布:「一公斤的铀核进行分裂后,释放出来的能量与20,000吨TNT炸药相等。」,此一通告于后来在美军于广岛进行的原爆中获得了应验。

  1941年,纳粹德国对苏联展开了大规模的进攻,代号为「巴巴罗萨作战」。在此期间,库尔恰托夫领导著核物理研究,并在苏联科学院中颇有名气。由于与德国和轴心联军的激烈战争,苏联直到1942年前都未以积极的态度去进行核武器的开发。1942年4月,年轻的核物理学家格奥尔基·尼古拉耶维奇·弗廖罗夫(后来成为苏联核物理的领军人物、苏联科学院院长)写了一封秘密信给苏联最高领导人约瑟夫·斯大林,指出美国、英国,甚至是德国自1939年发现了核分裂后,都不再于物理科学刊物上发表相关讯息。这些学术机构完全不透漏成果的现象十分可疑,弗廖罗夫力促斯大林赶紧展开核武研究工程,他相信其他国家已各自展开了他们的秘密核研究。1942年5月,苏联国防委员会科学部门全权代表、化学家谢尔盖·瓦西里耶维奇·卡夫塔诺夫和阿布拉姆·费多罗维奇·约费院士向斯大林呈递报告,论证了在苏联为解决原子武器问题成立科学中心的必要性。1942年9月底,斯大林召集约费院士、卡皮察院士、物理化学家尼古拉·尼古拉耶维奇·谢苗诺夫院士、放射化学家维塔利·格里戈里耶维奇·赫洛平院士、库尔恰托夫等人,讨论了德国、美国和英国在研原子弹的情报,听取了科学家的意见后,斯大林作出结论:“我们也要研制原子弹”。1942年9月28日苏联国防委员会签发第2352号《关于涉铀研究的组织工作》,授权苏联科学院恢复“关于原子能利用的可行性”研究工作,在喀山设立了实验室。莫洛托夫分管这一工作。1942年11月27日苏联国防委员会签发《关于采铀工作》的决议,要求进一步加快铀矿开采和提炼。1943年,内务人民委员部获得了一份探讨核武器可行性的英国穆德委员会报告影本,从而令斯大林下令展开苏联的核武开发计划(尽管资源相当有限)。苏联科学院选择了拥有广泛核物理阅历的库尔恰托夫负责这方面工作,约费院士也向莫洛托夫推荐库尔恰托夫,莫洛托夫向斯大林进言让库尔恰托夫主持原子能研发业务工作。库尔恰托夫战争爆发后从事对抗磁性水雷的研究,之后研究坦克装甲,这时才归队恢复核物理研究。1943年2月11日苏联国防委员会签发《关于加强涉铀研究工作组织的补充措施》,原子能研究特别实验室从喀山“返疏散”到莫斯科。1943年3月10日,该实验室改称苏联科学院第二实验室。涉铀研究工作由苏联人民委员会副主席兼化学工业人民委员米哈伊尔·格奥尔基耶维奇·别尔乌辛和苏联国防委员会科学部门全权代表、化学家谢尔盖·瓦西里耶维奇·卡夫塔诺夫领导,研究工作由库尔恰托夫主持。1943年年中,在实验室工作的人有100人左右。1943年年中,开始研究生产高纯度石墨和反应堆用的金属铀、从反应堆生成物中提取钚的工艺。库尔恰托夫1943年当选为苏联科学院院士。  之后几年间,原子弹的研制仍是相对较低顺位的工程。1944年,库尔恰托夫请求贝利亚代替莫洛托夫主管核研究工作。直到苏联特工克劳斯·福克斯送来的报告,以及波茨坦会议上美国总统杜鲁门宣扬世界首次原子弹爆炸试验成功,对斯大林核恫吓。美军于广岛与长崎两地投下原子弹几天后,苏联人民委员会成立第一特别委员会,专门负责研制核武器,贝利亚任第一特别委员会主席。斯大林规定在五年内完成原子弹爆炸与实战化。斯大林认为在这段时间内美国暂不会对苏联实施核打击。该工程于高尔基州(现已改名为下诺夫哥罗德州)的萨罗夫进行,同时也将该地名字改为「阿尔扎马斯-16」。开发团队(包括了数码苏联核科学的专家,如尤里·哈里顿和雅可夫·泽尔多维奇)有着美国政府的协助,更深一层的资讯又有福克斯卧底,但彼得·列昂尼多维奇·卡皮察院士认为“向我们提供的(美国核)情报是为了把我们引向岐途”,贝利亚与库尔恰托夫因尽可能采取每一项细节都自行测试的作法。特别是贝利亚还以自己的情报机关作为第三者,检查科学家团队的结论是否有问题。同时,苏联人民委员会成立第二特别委员会,专门负责研制图-4战略轰炸机与喷气发动机技术,马林科夫任第二特别委员会主席,为苏联掌握原子弹的远程战略投掷能力,形成对美国最低限度的核均势而努力。  贝利亚与库尔恰托夫领导下的各分系统:

  1949年8月29日,库尔恰托夫的团队在「第一闪电」核试验中,于塞米巴拉金斯克试验场成功引爆了苏联第一颗原子弹(属内爆式钚弹),库尔恰托夫后来回忆它当下的感觉是「松了一口气」。  在察觉到美国于1952年的「常青藤麦克」试验中成功引爆了世界上第一颗氢弹后,斯大林下令苏联科学家也要研发出相同的武器来,于是苏联的氢弹研发工程自1953年展开。该计划的领导人为维塔利·拉扎列维奇·金兹堡和沙哈诺夫,后来该计划以「沙哈诺夫第三方法」为主导进行着,其中库尔恰托夫进行了一些必要的运算工作。不同于金兹堡、沙哈诺夫和泽尔多维奇等人,库尔恰托夫在此项工程扮演的重要性较低,仅负责进行小规模的计算事务和将核武予以缩小化的一些必要技术。1953年,苏联在代称为「RDS-6s」的核试验中,成功引爆了氢弹。然而与其他获得名声的同事不同,库尔恰托夫在本工程中的贡献被人所贬低。

  库尔恰托夫除了核武开发外,也完成其他了建设工作,包括莫斯科的第一座回旋加速器(1949年)、欧洲第一座核反应炉(1946年)、世界上第一座核电厂(1954年)、世界上第一座潜艇用核反应炉和世界上第一艘核动力水面舰挺、第一艘民用核动力船只—列宁号破冰船(1959年)。库尔恰托夫本人于1950年代后期一直反对进行核试验。

  由于长时间投身于苏联核工程、缺乏休息,库尔恰托夫的健康状况急速恶化,1954年,他即中风。1960年3月7日,库尔恰托夫因心脏血管栓塞而死于莫斯科,享年58岁。他的尸体被火化后埋于克里姆林宫红场墓园。

  在开发原子弹期间,库尔恰托夫曾发愿在计划完成前,他不要剔胡子,结果在试爆成功后,他还是一直留胡子(还经常弄成奇怪的形状),这让他获得了「大胡子」的绰号。为纪念库尔恰托夫的贡献,苏联将两个城镇以其姓氏命名—塞米巴拉金斯克试验场指挥处所在的库尔恰托夫镇,以及库斯克附近的库尔恰托夫,另外以其命名的还有库尔恰托夫研究所(大门口即设置他个人的巨大雕像)、月亮上的火山口「库尔恰托夫」、2352号小行星「库尔恰托夫」。他的许多学生也取得了相当的成就,包括沙哈诺夫、维克多·亚当斯基、尤里·巴巴耶夫、尤里·楚涅夫和尤里·斯米尔诺夫。  由于库尔恰托夫在苏联核武工程中的地位,根据国家法令第627条258项,库尔恰托夫被苏联政府授予社会主义劳动英雄头衔、第一级斯大林奖、50万卢布奖金、一辆ZIS-110轿车、一栋私人住宅、一栋别墅,还有薪水两倍、国内铁路、水路与空路旅行免费(他与妻子终生可享)等福利。他共三次获得社会主义劳动英雄头衔(1949年、1951年、1954年)、五张列宁勋章、两张红旗勋章,还有「对德战争获胜」纪念勋章、「塞瓦兹波尔保卫」勋章、四次斯大林奖(1942年、1949年、1951年、1954年)和列宁奖(1957年)。
伊格尔·瓦西里耶维奇·库尔恰托夫(,1903年-1月12日-1960年-2月7日)是一位苏联核物理学家,其最著名的贡献是主导了苏联原子弹计划。库尔恰托夫与格奥尔基·弗廖罗夫、安德烈·德米特里耶维奇·沙哈诺夫等人由于在苏联核武开发上所扮演的重要角色而备受瞩目,库尔恰托夫更是获尊称为「苏联原子弹之父」。二次大战期间,苏联察觉到西方盟国研发原子弹的曼哈顿计划,遂成了其本国全力投入研制核武的转折点,历经9年时间的秘密研发,苏联于1949年的第一闪电试验中在塞米巴拉金斯克试验场成功试爆该国第一颗原子弹,苏联因而成为世界上第二个核武国家。1954年,库尔恰托夫获得了苏联国家奖。