圖為劉允斌與妻子瑪拉·費拉托娃及兩個孩子的合影。1957年10月,回到北京。在國家二機部所屬中國原子能研究所工作。1962年,調到內蒙古包頭市郊外的202廠,組建中國原子能研究所第三研究室,並擔任主任,負責新型熱核材料的研制工作。