Впрочем, и физика ли? Он много лет рассказывал о своем первом разговоре с руководителем Специального конструкторского бюро Анатолием Ивановичем Савиным. «Он меня спрашивает: «Вы чем любите заниматься – рисовать или рассчитывать?» Я испугался, так как понял его буквально: «рисовать» – то есть, чертить. Нет, отвечаю, лучше буду рассчитывать. И за мной закрепили обоснование гидродинамики проточных частей компрессоров диффузионных машин…»

В этот период ОКБ вместе с заводом выполняло большой объем научно-технических работ по созданию машин для заводов по обогащению естественного урана изотопом U-235. Существовавшие в начале 50-х годов производственные мощности давали по нескольку десятков килограммов урана 90 %-ного обогащения. Всего за период 1946–1957 годов в ОКБ было разработано 25 типов диффузионных машин, 12 из них выдержали комплексные приемные испытания, 9 запущены в серийное производство.

В ОКБ разрабатывались два варианта конструкции компрессора для этих машин: осевой сверхзвуковой компрессор профессора М. Д. Миллионщикова и центробежный сверхзвуковой компрессор – инициатива Горьковского ОКБ. Именно Ф. М. Митенков предложил сосредоточить усилия ОКБ на центробежном варианте компрессора и обосновал, почему. Предложение было принято. Впоследствии на базе накопленных материалов по центробежному варианту Ф. М. Митенков подготовил диссертацию на соискание ученой степени кандидата технических наук, которую и защитил в начале 1959 года. А профессор М. Д. Миллионщиков стал его научным руководителем.

К тому времени Федор Михайлович оставил свои попытки уйти в фундаментальную науку. Да и новое дело его очень увлекло. Тем более атмосфера в ОКБ (он впоследствии посвятит ей целую главу в своих воспоминаниях) была очень творческой. Люди знали, что делают сообща очень важную и значимую работу, и, наверное, осознание этой значимости мотивировало так, как никакие достижения из области «чистой» науки.

В ноябре 1953 года Правительство СССР приняло постановление о разработке мощного ледокола с ядерной энергетической установкой (ЯЭУ), предназначавшегося для проводки транспортных судов по Северному морскому пути и по высокоширотным трассам Арктики. Разработка проекта ЯЭУ была поручена ОКБ, где работал Ф. М. Митенков. А он сам в этом проекте занимался обоснованием геометрии проточной части главного циркуляционного насоса, подготовкой исходных данных для конструкторов, участвовал в расчете действующих нагрузок на подшипники и в самих испытаниях насоса.

Тогда это был только новый проект. Никто точно не мог знать до конца, что получится. Что благодаря этому атомоходу (слово тогда было неологизмом) слово «мирный атом» войдёт в наш лексикон. Что первый атомный ледокол «Ленин» станет легендой. Что его работа увеличит сроки навигации в западном районе Арктики с трех до одиннадцати месяцев. Что судно успешно прослужит людям более 30 лет, на пять лет, превысив расчетный срок эксплуатации. Что за эти годы ледокол пройдет более 654 тысяч морских миль (во льдах 563,6 тысяч), осуществив проводку через льды Арктики 3741 судна. Что он не останется сам по себе, а станет первым кораблём целого атомного флота, куда войдут атомные ледоколы «Сибирь», «Россия», «Арктика», «Советский Союз», «Таймыр», «Вайгач», «Ямал», контейнеровоз-лихтеровоз ледового класса «Севморпуть».

Первоначально на ледоколе «Ленин» были установлены три реактора типа ОК-150. В 1967 году взамен была смонтирована двухреакторная установка ОК-900, которой, с небольшими изменениями, впоследствии оснащались все атомоходы следующего поколения (типа «Арктика»).