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 이러한 가운데 5·16 군사쿠데타가 일어났다. 군인들이 주축인 국가재건최고회의가 국회를 해산하고 정권을 장악했다. 이들은 모든 행정기구의 부·처장을 군인으로 교체했다. 원장을 오원선(吳元善) 해병의무관(대령)으로 교체하고, 원자력원 사무국장에 경응호 해병대 중령, 연구소 감독관에 이동집(李東潗) 해병대 소령을 임명했다. 이동집 감독관은 군사쿠데타 직후 오원선 대령이 원자력원장으로 부임한 경위를 이렇게 설명했다.
 “혁명과 동시에 국가재건최고회의가 구성되고 각 부처의 군인장관들을 임명한 다음, 첫 국무회의를 소집했습니다. 군인장관회의였던 셈이지요. 그런데 회의에 군복이 아닌 하얀 한복 차림의 노인이 참석했습니다. 의장 비서실장(박태준 육군 대령)이 정중하게 ‘어떻게 여기까지 오셨느냐’고 하니, 그 노인은 ‘내가 원자력원장이오. 국무회의를 소집한다기에 연락을 받고 왔다’고 당당하게 말했습니다. 비서실장이 깜짝 놀라 그 사실을 내각수반(장도영)에게 알렸더니 ‘원자력원장은 오늘 회의엔 참석하지 않아도 되니 돌아가시게 하라’고 했어요. 당시 원자력원장은 장관급 각료였으나, 국가재건최고회의가 원자력원장을 장관급 관료인 줄 모르고 군인으로 교체하지 못했던 겁니다. 한복 입은 노인은 김양수 원장이었어요. 최고회의는 실수를 자인하고 당시 해병대 출신 김동하(金東河) 최고위원의 추천으로 해병대 군의관인 오원선 대령을 추천한 겁니다.”
 동시에 국가재건최고회의는 공무원 재임용 인사지침에 따라 각 부처의 3급 이상의 공무원에 대한 재신임을 물어 재임명하는 인사위원회의 구성을 서둘렀다. 위원장에는 원자력원 사무총국장 경응호 중령을 임명하고 국가재건최고회의의 인사위원회 구성 지침에 따라 기용숙(奇龍肅) 서울대 의대 교수, 박익수(朴益洙) 서울대 사범대 전임강사(작고, 전 국가과학기술자문회의 위원장) 등 민간인 2명을 위촉했다.

5·16 군사 쿠데타로 군인들이 정권을 장악해 모든 행정기구의 부·처장을 군인으로 교체했다.