尽管任务繁重，许济川依旧努力调动团队的积极性。然而，由于各分系统的研究进度受阻，大家的积极性并不高，这成为了当前攻克难题的主要原因。为了解决这个问题，许济川再次召开全员会议，宣布要成立一个专门攻关双层安全壳的小组。这样做将能够使小组能够真正发挥优势。
叶启辰一直渴望挑战自己，没想到被调入这个小组。然而，叶家明却认为儿子经验不足、资历浅薄。因此，他又一次失去了参与堆内设计的机会，并与父亲大吵一架。叶启辰受到刺激，决定离家赌气，前去酒吧喝酒。然而，当他回家时，叶家明却在路边等待着他。
孟志远身体虚弱，出言挽留无果，于是气血攻心昏倒在地，闭上了眼睛。他留给女儿一盒录音带和一尊雕像，希望她能够继承自己的志愿，成为核电行业最优秀的小金人。林天诚说出这番话，令叶家明感到不安。气氛开始变得阴郁。丧事过后，林奇跟随父亲前往美国生活，孟晓薇和母亲张岚离开核电大院，三个家庭各自离开，连孩子们的心理都产生了隔阂。多年后，时光来到了2009年，每个人都经历了惊人的变化。
林天诚如今成为了集团的合作人，打算聘请高材生叶启辰加入自己的团队。然而，叶启辰已经决定回国报效祖国。林奇不顾父亲的反对，执意成为秦昌核电站的一名运行员，并顺利通过了运行理论的考试，获得了模拟机培训的资格。
这部电视剧讲述了核电行业的发展与探索，其中包含着许多人物的成长与羁绊。林奇在名单里发现孟晓薇的名字，虽然心中略有疑惑，但没有深究。在正式培训中，林奇迟到十分钟，引起了组长的不满，被用作反面教材，而他毫不掩饰地与组长反驳。
然而，叶家明和许济川的自主研发计划一直没有放弃，并期待获得领导的支持。秦院长表示领导们还没有做出最终决定，玉融核电站作为示范项目进行招标，给了他们最后的机会。秦院长的话带给了三个人希望，而岳长山要从叶家明和许济川中选出总设计师。在这个岗位上，一个人要负责自主核材料研发，另一个人就要当选总师。叶家明选择留给许济川，而他自己主动向岳长山申请调往资料所。
在秦昌核电模拟机培训中心，大家都在进行模拟操作，夏雪因紧张屡屡失误，而孟晓薇却非常冷静，表现出色，得到了表扬。林奇和孟晓薇再次重逢，但孟晓薇却对他漠不关心，让林奇感到失望。当大家一起离开中心大楼时，孟晓薇独自一人，淋着倾盆大雨，林奇试图缓和两人关系，却无意间摔坏了孟志远留给她的遗物“小黄金人”，让他倍感内疚。
叶启辰从美国学成归来，申请了核研院总师助理的职位，渴望和父亲叶家明并肩作战，但叶家明无法亲自接他，于是由三所张广虎和实习生何粒子负责接机。叶家明临走前，特意探望林奇，希望孩子们互相帮助并成为骨干精英，林奇承诺会当好大哥榜样。岳长山坚持亲自送叶家明，而许济川因重要会议无法前往，只能祝愿他一路顺风并相信以后还会相见。
