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.

ТЕОРЕТИЧНА ФІЗИКА

Створено релятивістську теорію ефекту посилення електромагнітного випромінювання в процесі розсіяння електрона на ядрі в полі циркулярно-поляризованої електромагнітної хвилі. Ефект посилення циркулярно-поляризованої електромагнітної хвилі має місце в певній області кутів початкового електрона щодо напряму розповсюдження хвилі і істотно залежить від енергії електронів і інтенсивності поля. Показано, що найбільше поси¬лення поля має місце для нерелятивістських електронів у області середніх полів. Із зростанням енергії електронів ефект посилення поля ослабляється і для ультрарелятивістських електронів - пропадає. Підвищення інтенсивності поля при даній енергії електронів також приводить до повільного ослаблення ефекту посилення поля. Для високих інтенсивностей хвилі ефект посилення поля пропадає. Показано, що у області оптичних частот для середніх полів (F~(10⁵ ÷10⁶)В/см) коефіцієнт посилення лазерного випромінювання може складати величину порядку μ~10^-1 см^-1 для достатньо потужних електронних пучків.

(Рощупкін С. П., Цибульник В. А.)

ЯДЕРНА ФІЗИКА ТА ФІЗИКА ВИСОКИХ ЕНЕРГІЙ

Розроблено діагностичну апаратуру для вимірювання густини плазми та енергетичного розкиду пучку в високочастотних джерелах іонів. Введено в дію СВЧ інтерферометр для вимірювання густини плазми в діапазоні 10 ¹¹ -10 ¹³ см^-3 та енергоаналізатор для вимірювання енергетичного розкиду пучку в діапазоні 1 - 150 еВ. Проведено виміри густини плазми для індукційних режимів ВЧ джерела іонів аргону, гелію та водню. В мультикасповому з металевою розрядною камерою високочастотному джерелі іонів реалізовано режими роботи з енергетичним розкидом 8 еВ.

(акад. НАН України Сторіжко В.Ю., Мірошниченко В.І., Мордик С.М., Возний В.І., Нагорний А.Г.)

ФІЗИКА М'ЯКОЇ РЕЧОВИНИ

Експериментально досліджено процес мінералізації колагенових фібрил з гідроксил апатитом (ГАП)(мінеральної компоненти кісткової тканини). Вперше вивчено вплив мінералізації на гідратацію колагену. Знайдено, що в присутності ГАП деякі сайти гідратації колагенових фібрил які відповідають регіонам з'єднання проколагенових мономерів, є закритими для прямої взаємодії з молекулами води, що може привести до зміни конформації колагенового пептиду при біомінералізації. Розроблено молекулярну модель, яка демонструє початкову фазу мінералізації двох колагенових шарів нанокристалами ГАП у водному оточенні.

(Суходуб Л.Ф.)