Френкель – один из создателей современной картины реального кристалла; он ввёл представление о дефектах кристаллической решётки («дефекты по Френкелю»), разработал теорию подвижных дислокаций (1938 год).

С 1924 года Френкель занимался построением кинетической теории жидкостей; его работы в этой области завершились монографией «Кинетическая теория жидкостей» (Сталинская премии в 1947 году). Он разработал теорию обычного и ориентационного плавления, вскрыл присущие жидкостям элементы твёрдости, развил молекулярную теорию текучести твёрдых тел, теорию диффузии и вязкости. В 1936–1937 годах Френкель ввёл представление о температуре атомных ядер и разработал статистическую теорию тяжёлых ядер, а в 1939 году развил электрокапиллярную теорию тяжёлых ядер (капельная модель ядра Бора – Френкеля) и предсказал явление их спонтанного деления. В 1946 году он объяснил явление спекания металлических порошков, что явилось теоретической основой порошковой металлургии.

Профессор кафедры физики Ленинградского института точной механики и оптики в 1947–1950 годах. Является одним из основоположников физического образования и создателей инженерно-физического факультета ЛИТМО.

Награжден орденом Трудового Красного Знамени.

Ученый скончался 23 января 1952 года в Ленинграде.

Юлий Борисович Харитон родился в Петербурге 27 февраля 1904 года в еврейской семье. Дед, Иосиф Давидович Харитон, был купцом первой гильдии в Феодосии. Отец, Борис Осипович Харитон, был известным журналистом, высланным из СССР в 1922 году, после присоединения Латвии к СССР в 1940 году был осуждён на 7 лет лагерей и умер двумя годами позже. Мать, Мирра Яковлевна Буровская (1877–1947), была актрисой. Родители развелись в 1907 году, когда Юлий был ребёнком, его мать в 1913 году вторично вышла замуж за психоаналитика Марка Эйтингона и уехала в Германию, оттуда в 1933 году в Палестину. Борис Осипович воспитывал сына сам.

В 1919 году Юлий окончил среднюю школу и в 1920 году поступил в Политехнический институт. Юлий жил в центре Петрограда, а институт был на окраине. Нередко студент Харитон добирался до Политехнического пешком – а это восемь километров. Харитон вспоминал: «Мне повезло, я попал в тот поток, где курс физики читал Абрам Федорович Иоффе. Прослушав две-три его лекции, я понял, что самое интересное – не электротехника, которой я в то время увлекался, а физика… Я перешел на другой факультет. Мне досталась тема: работы Резерфорда в области строения атома». В 1921 году студент Харитон начинает работать в Физико-технологическом институте в лаборатории Н.Н. Семенова. Одной из первых научных работ юного исследователя стало изучение конденсации металлических паров на поверхности. В 1925 году Юлий закончил физико-математический факультет, как говорится в автобиографии, «со званием инженера-физика». Спустя год молодой специалист едет в научную командировку в Кембридж. Он два года работает под руководством Э. Резерфорда и Д. Чедвика и в 1928 году защищает там докторскую диссертацию на тему «О счете сцинтилляций, производимых альфа-частицами».

Вернувшись на родину, Харитон приступает к систематической работе над вопросами теории взрывчатых веществ. Он организует лабораторию взрывчатых веществ, где и проводит свои исследования с 1931 по 1946 год. До Харитона ученые изучали эту группу веществ либо с точки зрения химического состава и технологии их производства, либо исходя из их разрушительного действия. Харитон затронул вопрос о превращения холодного взрывчатого вещества в горячие продукты взрыва. Он выбрал очень сложную тему: изучение взрывчатых веществ, которые нужны были и военным, и разработчикам новых месторождений, и строителям мощных гидроэлектростанций. Харитон установил закон возможности детонации: время химической реакции в детонационной волне должно быть меньше времени разлета сжатого вещества. А для времени разлета легко можно дать простую оценку, поделив диаметр заряда на скорость детонации. Из этого фундаментального закона вытекало важное следствие: одно и то же вещество, взятое в виде тонкого цилиндра, окажется пассивным, но в большой массе может взорваться. Юлий Борисович первым сформулировал основной принцип, применимый и к взрыву: химическую реакцию нужно рассматривать как процесс, протекающий во времени, а не как мгновенный скачок из начального в конечное состояние. Все исследователи до него рассматривали взрыв именно как скачок, абстрагируясь от кинетики химической реакции.

В 1935 году присвоено звание доктора физико-математических наук (по совокупности работ).

В 1939–1940 годах совместно с Яковом Зельдовичем Харитон выполнил цикл работ по цепному распаду урана. Эти работы были «внеплановыми», физики трудились вечерами. Конечно, тогда они не думали о бомбах, и нейтронно-ядерные цепные реакции казались им красивой, но отвлеченной областью физики. От этих работ остался в силе основной вывод: реакция не идет в металлическом уране, в окиси урана, в смесях урана с обычной водой, здесь нужно обогащение урана легким изотопом. В этой связи большое значение приобрела работа Харитона, проведенная им в 1937 году, установившая закономерности разделения изотопов путем центрифугирования.

С началом войны Харитон снова обращается к взрывчатке. Он консультирует Наркомат обороны и Наркомат боеприпасов по вопросам, связанным с расшифровкой новых образцов вооружений противника и теоретического обоснования работ по вооружению Советской армии. В разгар войны Харитона пригласил работать к себе И.В. Курчатов. Так начинался «урановый проект». Действовали лаборатории, строились предприятия. Главным атомным городом, где «изделие» должно было собираться, стал Арзамас-16. Физики работали под непосредственным руководством Берии. Ядерщики отличались от ученых-заключенных разве что тем, что не ночевали в тюрьме. Завеса строжайшей секретности, особый режим, при котором они проводили исследования, личная ответственность за государственные секреты делали физиков людьми подневольными. Их обеспечивали всеми необходимыми материалами и аппаратурой.

Харитон не отрицает, что конкретно созданием бомбы, всей физикой руководил он. Из Арзамаса-16 он управлял процессом создания ядерного и водородного оружия во всем СССР. Из всех созданных в Арзамасе-16 «изделий» наиболее дорога была Юлию Борисовичу та самая первая советская атомная бомба, которая сделала его родину ядерной сверхдержавой. Из поверженной Германии привезли приблизительно 100 тонн урана. Это позволило сократить создание первого промышленного реактора на год. Физики и инженеры работали день и ночь. Информация пришла, как известно, из США от Клауса Фукса. Он прислал описание «их» бомбы. Но скопировать ее, просто создать дубликат американской, было невозможно.

Первый испытательный взрыв Харитон наблюдал с расстояния в семьдесят километров. Взрыв был в воздухе, бомбу сбрасывали с самолета. Ударная волна пришла через три минуты, она сорвала со всех военных фуражки. Под местом взрыва «вздулась» земля… «Я убежден, что без ядерного сдерживания ход истории был бы иным, наверное, более агрессивным», – вспоминал Харитон.

После атомной бомбы была водородная. Ее «отцом» считается Андрей Сахаров, но делалась она в Арзамасе-16, которым руководил Харитон. В Америке тоже трудились над созданием водородной бомбы. Когда американцы поняли, что идут не по тому пути, они довольно быстро создали другую бомбу, очень похожую на аналогичное советское «изделие». Юлий Борисович на вопрос «А не было ли у американцев Фукса в СССР?» – отвечал отрицательно. В начале пятидесятых появились новые методы разведки, позволявшие по пробам атмосферы и сейсмическим волнам определять не только мощность устройства, но и его конструктивные особенности.