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

У загальному релятивістському випадку вивчено вплив поляризації хвилі на факторизацію резонансного перерізу розсіювання фотона на електроні в полі еліптично поляризованої електромагнітної хвилі. Установлено, що факторизація резонансного перерізу на відповідні перерізи двох процесів першого порядку по сталій тонкої структури має місце незалежно від поляризації хвилі для нерелятивістських енергій електрона. У випадку релятивістських енергій електрона ця факторизація можлива лише для лінійної поляризації хвилі. Максимальна відмінність від факторизованого перерізу відповідає випадку циркулярної поляризації хвилі. Показано, що резонансний переріз розсіювання фотона на електроні в полі плоскої хвилі може на декілька порядків величини перевищувати відповідний переріз без поля.

(Рощупкін С.П., Ворошило О.І.)

ЯДЕРНА ФІЗИКА ТА ФІЗИКА ВИСОКИХ ЕНЕРГІЙ

1. В наближенні рівномірного розподілу частинок пучка в фазовому просторі проведено дослідження можливості підвищення граничної роздільної здатності іонних зондових систем формування мікропучків мегаелектронвольтних енергій за допомогою параметричних мультиплетів магнітних квадрупольних лінз для системи з більшою кількістю лінз. Показано, що густина аксептансу, яка характеризує роздільну здатність зондоформуючої системи і пропорційна густині струму на мішені, має тенденцію збільшення з ростом кількості лінз, але в системі з п’ятьма і шістьма лінзами має практично ту ж саму густину аксептансу. Це свідчить про недоцільність застосування зондових систем формування мікропучків з кількістю лінз більш ніж п’ять, що підтверджується останніми експериментальними даними інших авторів.

(акад. НАН України Сторіжко В.Ю., Мірошниченко В.І., Пономарьов О.Г., Мельник К.І)

2. Розроблено кристалохімічну модель закріплення атомів віддачі ізотопу ¹⁸⁷Os в структурі молібденіту після b- розпаду ядра ¹⁸⁷Re. За допомогою цієї моделі передбачено явище аномального збагачення молібденітів на ¹⁸⁷Os.

(Вальтер А.А., Писанский А.І.)

ФІЗИКА М’ЯКОЇ РЕЧОВИНИ

Вперше в неемпіричному наближенні abinitio проведено квантово-хімічні розрахунки електронної та просторової будови, а також коливальних спектрів (ІЧ- поглинання) фосфатів кальцію та кластерів гідроксилапатиту, включаючи асоціатори з молекулами води, які є передвісниками біофосфатів. Встановлено, що морфологічні зміни при кластерізації фосфатів адекватно відображуються в їх розрахованих коливальних спектрах, а обчислені коливальні частоти в спектрах ІЧ -поглинання та розсіяння нейтронів шляхом їх зіставлення з експериментальними результатами і рішення оберненої спектральної задачі дозволили отримати реальні силові поля вивчених структур: наявність гідроксильної групи зв’язаної з кальцієм ідентифікується за лініями поглинання 633 см^-1, а також 650 і 3735 см^-1; атоми кальцію мають змінне координаційне число, що спричиняє уширення ліній в коливальних спектрах. Отримані дані в поєднанні з мас-спектрометричними та іншими дослідженнями є суттєвими для виявлення впливу мінералізації колагену на його гідратно-іонне оточення при утворенні нової кісткової тканини

(Суходуб Л.Ф., Болдескул І.Є.)