В научной среде Усачев знаменит тем, что ввел понятие «ценности» нейтрона, разработал «теорию возмущений» и создал Центр ядерных данных. Он пришел в будущий ФЭИ на должность старшего лаборанта в октябре 1948 года, а в 1964-м стал директором физического отделения института.

За разработку теории реакторов на быстрых нейтронах вместе с Александром Лейпунским и Игорем Бондаренко получил советского  «нобеля» - Ленинскую премию.

Талантливый ученый был еще и увлеченным спортсменом - ходил на байдарках, поднимался на Эльбрус и пик Ленина. Но при спуске получил серьезные травмы, после которых ему амутировали ногу, половину ступни и несколько пальцев на руках. Пришлось заново учиться ходить. Через несколько лет он вновь встал на горные лыжи, катался в Хибинах и на Кавказе.

Лев Николаевич скончался от сердечного приступа в возрасте  57 лет.