Фундаментальні дослідження:

• Квантова електродинаміка в сильних електромагнітних полях.
• Взаємодія зарядженої частинки із замагніченим електронним газом.
• Дослідження умов виникнення та протікання високовакуумних високоградієнтних пробоїв у прискорювальних елементах.
• Плазмові процеси в джерелах іонів і магнетронів імпульсного типу.
• Дослідження зміни мікроструктури та еволюції дефектної структури мультикомпонентних сплавів реакторної техніки у процесі довгострокового нейтронного опромінення багаторівневим числовим моделюванням
• Інтегроване багаторівневе моделювання механічних властивостей конструктивних реакторних матеріалів під дією опромінення.
• Процеси взаємодії прискорених іонів і електронів МеВ-них енергій з речовиною.
• Іонна імплантації та імітаційні експерименти з дослідження впливу опромінення на конструкційні матеріали ядерної енергетики.
• Фізичні принципи генерації та формування інтенсивних пучків як позитивних так і негативних газових та металевих іонів для високоенергетичних іонних прискорювачів.
• Дослідження процесів нерівноважної плазми і розробка плазмових технологій виробництва водню для інтегрованих ядерно-водневих систем
• Дослідження фізико-хімічних властивостей водень-абсорбційних матеріалів перспективних для гібридних енергетичних систем і відновлювальних джерел енергії

Прикладні дослідження

• Рентгенівський фазовий контраст на базі компактних джерел рентгенівського випромінювання.
• Технологія і застосування ядерного скануючого мікрозонду.
• Технологія і застосування протонно-променевої літографії.
• Дослідження механізмів впливу водню на фізичні властивості конструкційних матеріалів для атомної енергетики.
• Розробка нових високодисперсних композиційних матеріалів з високими характеристиками радіаційної стійкості та фізико-хімічними властивостями
• Ядерно-фізичні методи локального аналізу для виконання задач ядерної криміналістики, характеризації, датування та збереження артефактів культурної спадщини.

Науково-технічні розробки

• Установка фазоконтрастної томографії для ранньої діагностики онкологічних, серцево-судинних захворювань.
• Експериментальна установка для отримання водню шляхом розщеплення природного газу в високочастотному (ВЧ) та над-високочастотному (НВЧ) розрядах при атмосферному тиску.
• Зондформуючі системи з корекцією аберацій для установок протонно-променевої літографії, що дасть можливість поліпшити їх роздільну здатність за рахунок зменшення сфокусованого пучка до розмірів <10 нм
• Рентгенівські дифракційні ґратки для фазоконтрастних томографів наступного покоління, які створюються з метою дослідження радіаційних дефектів реакторних матеріалів та ранньої діагностики онкологічних захворювань.
• Експериментальний стенд і відпрацювання технології для модифікації поверхні каналу повномірного ствола калібру 30 мм для підвищення його ресурсу живучості методом магнетронного розпилення імпульсами високої потужності.
• Інжектор іонів берилію (та іонів інших металів), його впровадження в іонний імплантер та прискорення пучка іонів берилію до енергії 20-120 кеВ для забезпечення технологічного процесу виготовлення фотоприймачів в діапазоні ІЧ спектру для систем наведення.
• Випробування технології магнетронного розпилення туго-плавких матеріалів імпульсами високої потужності у вакуумі для отримання зносостійких та корозійностійких покриттів з покращеними фізико-механічними властивостями.

ЯДЕРНА ФІЗИКА ТА ФІЗИКА ВИСОКИХ ЕНЕРГІЙ

1. Виконані теоретичні і експериментальні дослідження процесів генерації та поглинання плазмових хвиль в геліконовому діапазоні частот з плазми та яскравості іонних джерел. Показано, що необхідна густина плазми плазми (10¹¹ ÷ 10¹³ см ^-3) досягається за рахунок резонансного поглинання хвиль при низькій величині введеної в плазму високочастотної потужності. Утримування стабільної плазми здійснюється за допомогою кільцевих постійних NdFeB магнітів. Отримані режими роботи джерела іонів гелію і аргону з яскравістю 100 Ам^-2рад^-2 Ев^-1, що в кілька разів перивищує яскравість компактних газових джерел, які використовуються для отримання сфокусованих субмікронних пучків іонів Мев-них енергій.

(акад. Сторіжко В.Ю., Мірошниченко В.І., Мордик С.М., Возний В.І.)

2. Запропоновано новий метод аналізу спектрів часу життя позитронів, який ґрунтується на використанні ефективних (швидких) алгоритмів. Сформульовано новий критерій визначення числа станів у спектрі. Розроблено програмне забезпечення, та проведено його тестування на модельних спектрах. Показано, що метод має високу роздільну здатність. Це робить його перспективним при аналізі спектрів, які містять близькі компоненти.

(Кульментьєв О.І.)

ФІЗИКА М'ЯКОЇ РЕЧОВИНИ

Отримано нові дані про дефектність кристалічної будови біомінералу кісткової тканини: розміри кристалітів (L), та мікродеформації кристалічної гратки (ε) біоапатиту як у нормальному стані, так і при патології та в модельних умовах; вивчена локалізація у біоапатиті карбонат-іону (СО32-), що є основним чинником недосконалості кристалічної будови. Отримані результати необхідні для розуміння механізмів біомінералізації, а саме структурних та субструктурних особливостей біоапатиту, які є визначальними факторами в процесах перебудови та відновлення кісткової тканини.

(Данильченко С.М., Суходуб Л.Ф.)