В 1930-е годы при проведении испытаний на циклотроне, выключался свет во всем Петроградском районе.
В марте 1937 года был получен пучок протонов с энергией 2,1 МэВ, в июне — пучок ионов гелия с энергией более 1 МэВ. В 1939 году в ходе исследований уже под руководством Игоря Курчатова в неожиданно открытом режиме «тлеющего разряда» ученым удалось получить поток нейтронов как от 35 кг радия и бериллия. В 1941 году на циклотроне добились получения пучков дейтронов с энергией 5 МэВ и током до 50 мкА.
Циклотрон использовали в только начавшихся исследованиях по нейтронной физике и физике деления. Камера, в которой происходило ускорение ионизованных дейтронов, заполнялась нейтральным дейтерием. За счет ядерной реакции образовывался мощнейший нейтронный поток, им облучали мишени из разных материалов.
В январе 1945 года из соли, облученной на циклотроне, получили первый препарат, содержащий плутоний в импульсном количестве. В ночь на 18 декабря 1947 года радиохимики выделили препарат чистого плутония. 73 мкг — крошечная капля в стеклянной пробирке. Это микроколичество позволило изучить химию плутония, разработать технологическую схему выделения плутония из облученного материала.
Последний раз легендарный циклотрон применялся в 1976 году, и теперь является музейным экспонатом.
Современные циклотроны в Петербурге ориентированы на наработку короткоживущих и ультракороткоживущих изотопов, используемых в медицинской диагностике и лечении патологий различных органов и тканей.