Pod koniec 1958 został tam przyjęty, na stanowisko asystenta w Zakładzie Złóż Surowców Promieniotwórczych.
W 1965 Tadeusz Depciuch otrzymał stopień doktora na podstawie rozprawy Geochemia i geneza koncentracji uranu w górnokarbońskich osadach klastycznych niecki śródsudeckiej, przygotowanej pod kierunkiem prof. Antoniego Polańskiego. Praca ta została w 1969 wyróżniona II Nagrodą im. K. Bohdanowicza.
W 1966 przejął kierownictwo Pracowni Mineralogii i Geochemii, która zajmowała się tematyką geochronologiczną. Skonstruował wówczas nowy aparat do oznaczania argonu metodą wolumetryczną.
W latach 1968–1969 spędził 10 miesięcy we Francji jako stypendysta rządu francuskiego. Zapoznawał się z metodami badawczymi laboratoriów geochronologicznych w Centre National de la Recherche Scientifique w Nancy, u prof. Marcela Roubault i prof. Friedricha Leutweina, oraz w Département de Géologie et Minéralogie de la Faculté des Sciences w Clermont-Ferrand, u prof. Maurice’a Roques. Laboratoria te do badań geochronologicznych stosowały metodę rubidowo-strontową (Rb-Sr) oraz odmianę metody potasowo-argonowej, opartej na rozcieńczaniu izotopowym argonu. Jednakże ze względu na wysokie koszty zakupu aparatur nie udało się, niestety, T.