Новое и, казалось бы, престижное назначение угнетало Александрова. Перед отъездом в Москву он ушел в себя, нервничал, ни с кем не хотел разговаривать. В прощальный вечер сотрудники, которые вместе с Анатолием Петровичем отбывали в столицу, веселились, пели песни и говорили что они готовы ехать за Александровым хоть на край света, только «не на Колыму». (На Колыме в то время находились лагеря для заключенных, которые пользовались дурной славой у народа.)

Анатолий Петрович не хотел быть предателем, поэтому и решился на невиданный шаг: попробовал отказаться от нового поста. Хитроумный план пришел ему в голову по пути к Берии, где он должен был получить бумагу о назначении. Со словами «не хочу быть штрейкбрехером» Александров купил бутылку водки, прополоскал ею рот, побрызгал себя этим «горьким одеколоном» и не забыл хлебнуть для храбрости. В ведомстве Анатолий Петрович пытался убедить Берию, что он запойный алкоголик, не может себя контролировать и поэтому угробит такое серьезное учреждение. Но эти признания Берию не впечатлили. Лаврентий Павлович сказал ученому, что органам все известно: Александров не только не злоупотребляет алкоголем, но и специально разыграл комедию с водкой, чтобы избежать назначения. Деваться Анатолию Петровичу было некуда, ведь приказ о его переводе в Москву был уже подписан Сталиным. Ученый со своей женой и детьми стал готовиться к переезду.

Первый день на новой работе прошел на удивление спокойно. Александров вспоминает, что в институте его встретили приветливо. Перед ним поставили задачу вывести работы по термодиффузии на новый уровень, а в Институте физпроблем уже некоторое время занимались разработкой технологии получения дейтерия. Анатолий Петрович честно сказал коллективу, что он не специалист в этой области, и предложил ограничить свое вмешательство в работу института чисто организационной помощью. Для того, чтобы его подопечные обладали полным спектром теоретических знаний по ядерной физике, Курчатов организовывал специальные закрытые лекции, на которых знаменитые теоретики, такие как Фейнберг и Фурсов, рассказывали о последних открытиях в этой области. От Института физпроблем их посещал Александров и его заместители.

Параллельно Анатолия Петровича привлекали к работе совета при Первом главном управлении. Это была непростая и ответственная миссия. Так как совет собирался в основном по научно-техническим вопросам, его чаще всего вел Курчатов, хотя официальным председателем числился Ванников. После успешного доклада об опытах Института физпроблем с водородом Александрова направили с тем же выступлением в спецкомитет. О заседании, на котором председательствовал Лаврентий Берия, Анатолий Петрович вспоминает следующее:

«Берия сидел за перпендикулярным столом, а от него вдоль шел стол, за которым сидели все остальные. Слева от него сидел Махнев и представлял все материалы. Махнев докладывает, вот, значит, товарищ Александров представил проект завода для получения тяжелой воды. Берия берет в руки бумагу: «А товарищ Александров знает, что взорвалась опытная установка в Дзержинске?». Махнев говорит: «Знает». А я сижу прямо против Махнева, тоже рядом с Берией, и он не ко мне обращается, а к нему: «Он свою подпись не снимает?». Он говорит: «Нет, не снимает». Потом он посидел, подумал и сказал: «А он знает, что если завод взорвется, то он поедет, где Макар телята гоняет?». Берия ведь немного по-русски не очень говорил».

Резолюцию «строить завод» на бумаге Александрова Берия все же написал. На этом предприятии впервые в мире в промышленном масштабе реализовали «водородный холод». В отличие от американского, способ, придуманный Институтом физпроблем, был более выгодным с экономической точки зрения, но и более сложным в техническом плане. К счастью, завод не подвел – отработал без единой неполадки. Но нервы с его строительством у Александрова попортились изрядно. Какое-то время новый директор института в прямом смысле сидел на пороховой бочке. Взрывоопасная установка по получению дейтерия в то время располагалась прямо под его кабинетом. Как-то раз генерал, который отвечал в институте за безопасность, потребовал, чтобы Александров немедленно съехал в безопасное место. Он принципиально отказался переезжать, ведь тем самым он бы признал, что возможность взрыва существует. В тот момент нельзя было показать, что ты чего-то боишься, ведь малейшее сомнение могло подорвать веру сотрудников в успех дела, и результат был бы соответствующим. Поэтому Анатолий Петрович так и остался сидеть в этом кабинете.

Коллектив института подошел к строительству завода по производству дейтерия со всей серьезностью. Сотрудники снова и снова тестировали безопасность метода – ответственность была колоссальной! Для ученых было огромным счастьем, что производство наладят по их разработке. Через несколько лет после запуска предприятия произошел интересный случай. В 1953 году, после смерти Сталина и ареста Берии, Капица благополучно вернулся в свой институт на пост директора, а Александров перешел на место заместителя Курчатова в ЛИПАН. Вдруг в приемной Анатолия Петровича раздался звонок. Капица позвал к телефону Александрова и сказал ему, что за участие в строительстве завода почему-то собираются наградить и его, и Анатолия Петровича. Александров, недолго думая, отказался, сославшись на то, что идея была не его, а Петра Леонидовича, выполнил ее коллектив института, а он отвечал лишь за организационную часть в отсутствие академика. Капица тоже решил вычеркнуть свою фамилию из списка. Эпизод получился действительно замечательный: советские ученые решили проблему, как настоящие английские джентльмены! Если до этого между ними и было какое-то недопонимание, то с того момента у Капицы и Александрова установились хорошие приятельские отношения.

История их общения после того, как Петр Леонидович впал в немилость, была довольно интересной. Александров неоднократно пытался привлечь Капицу в качестве консультанта для работ по дейтерию. Когда великий ученый решил организовать на своей даче лабораторию, Анатолий Петрович немедленно отправил туда лаборанта-помощника и часть оборудования. Со своей стороны он старался всячески поддерживать прославленного академика. Но отсутствием Капицы то и дело пытались воспользоваться в институте. Один из сотрудников предложил Александрову присвоить разработку Петра Леонидовича. Разъяренный АП, со словами, что он не собирается воровать чужие идеи, выставил юношу из кабинета. Хитрый сотрудник приходил с подобными предложениями еще несколько раз, пока Анатолий Петрович совсем не вышел из себя и не запустил в него чернильницей. В целом с коллективом института проблем не возникало, работа шла хорошо, ладно. Когда Капица вернулся в Институт физпроблем, он увидел, что главные направления его работы сохранились, все сотрудники были на месте и институт жил как прежде.

Следуя своему обещанию, Александров не бросил работ по термодиффузии. Однако установки, которые в тот момент разрабатывала его группа, не подходили для промышленности. Спустя какое-то время Анатолий Петрович попросил свернуть эти работы, потому что не видел в них перспективы. Высокое начальство ответило ему отказом, мотивируя это тем, что простое техническое решение еще дождется своего часа, поэтому в качестве запасного аэродрома его разрабатывать все же нужно. Для того, чтобы он мог спокойно заниматься разработками, Александрову предложили переместиться на ГЭС, которая находилась напротив гостиницы «Россия», и расположить там крупную установку. Скоро вместе с коллективом он перебрался на новое место. На большом реакторе удалось добиться приличных результатов: в день они получали около 200 граммов обогащенного урана! Но на таком опасном производстве не всегда все шло гладко и весело. Не обошлось и без происшествий: однажды во время ремонтных работ чуть не убило сотрудника Александрова – Константина Щербо. Проходила плановая опрессовка труб (их испытывали на прочность), и, вместо того чтобы сначала проверить их водой, ученые решили сразу запустить газ, который находил даже малейшие щели. Это было грубейшим нарушением инструкции, однако тогда этого никто не знал. В тот день проверкой как раз занимался Щербо. Когда отошел на перерыв, труба рванула – выстрел был как из пушки. К счастью, никто не пострадал. Но такими опасными вещами группа Александрова занималась каждый день.