През всичките тези 11 години работа Карамихайлова

не прекъсва връзките си с България и опитите да се завърне

и да работи в родината. През 1926 г. участва в конкурс за доцент по физика в Софийския университет. Кандидатурата й не е одобрена и тя продължава да трупа опит и знания във Виена. След още един неуспешен опит, въпреки все още съществуващите предразсъдъци на някои членове на академичния съвет, които смятат, че една жена не е подходяща за научна работа, през 1939 г. най-после се осъществява мечтата на Карамихайлова. През декември тя е избрана единодушно от 30 професори за редовен доцент в Катедрата по опитна физика и метеорология на СУ.

Карамихайлова пренася не само научния си опит и знания от работата си във Виена и в Англия, но нещо много повече – европейския дух, култура, начин на общуване. Отдава всичките си сили за създаване на добре подготвени български специалисти в областта на ядрените изследвания. За нещастие тя никога повече не напуска пределите на България. След установяването на комунистическия режим през 1944 г.

тоталитарната власт не й разрешава

това – заради “буржоазния” й произход и връзките й с учени отвъд “желязната завеса”.

Първата жена доцент отделя голямо внимание на организацията и осъвременяването на учебния процес. Пренася в СУ традициите на университетите във Виена и Кеймбридж да се четат не само основни, но и специални курсове по най-новите проблеми. Наред с основния - първи у нас системен курс по атомна физика, чете и специални курсове по спектрален анализ, луминесценция, радиоактивност и ядрена физика. През 1945 г. се обособява Катедра по атомна физика и Карамихайлова става първият й ръководител.

Създава студентски кръжок по атомна физика, в който учи студентите на дисциплина, наблюдателност, сръчност в експеримента и критично отношение към получените резултати – качества, които ще им помогнат в бъдещата работа. Предоставя научната си апаратура, с която е работила в чужбина.

Останалото оборудване е изработено собственоръчно, с помощта на майстор техник:

йонизационните камери са направени от алуминиеви тенджери, обърнати надолу

и снабдени с електроскопи със станиолови листчета, за гайгер-мюлерови броячи са използвани туби от лекарствени препарати.

Драстичната разлика с условията на работа  в чужбина не я отчайва, а сякаш я амбицира да подготви добри специалисти за българската ядрена физика. Създава неповторима задушевност и творческа атмосфера за младите хора около себе си. Спазвайки традициите от Виена и Кеймбридж, често кани на гости в дома си асистентите си и дори студенти. Разказва им за големите учени, с които е работила, за науката, за живота. Смята, че добри специалисти могат да се създадат само с любов и култура – като ги насочваш там, където ще им бъде най-интересно и където ще бъдат най-полезни.

В Софийския университет Карамихайлова се опитва да продължи изследванията си. Главната и най-трайна насока в работата до края на живота й остава

изследването на радиоактивността на природни обекти: питейна и минерална вода,

почва, лечебна кал, скални материали. Тази тематика тя пренася и в Българската академия на науките, където е назначена за ръководител на новосъздадената секция “Радиоактивност и ядрена спектроскопия” във Физическия институт (1955 г.), която ръководи до смъртта си на 22 април 1968 г.

През 1962 г. е избрана за професор към същия институт. Със своите сътрудници разработва нови чувствителни методи за изследване на естествената и изкуствената радиоактивност на природните обекти с геологичен или биологичен произход. С тези изследвания тя поставя началото на експерименталната ядрена физика у нас. Под нейно ръководство в БАН израстват първите наши специалисти в тази област. Днес, когато понятията “опазване на околната среда”, “екология” и “радиоекология” са изпълнени с реално съдържание, трябва да отдадем заслужено признание на Карамихайлова и като един от пионерите на радиоекологията в България.   

Отдадена на науката, тази прекрасна жена остава неомъжена.

Но самотата не деформира характера й и не я отделя от хората. С напътствия, консултации, отзивчивост и любов помага на сътрудниците си да намерят своя път в науката. Забранява им да влизат в хранилището с радиоактивните елементи, за да не се облъчат, защото са млади и животът е пред тях. Радва се на успехите им и създава сред тях чувство за общност и доверие.

Освен научно наследство от повече от 40 труда оставя след себе си цяла плеяда от стойностни ядрени физици, които продължават делото й.

Пенка Лазарова