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

Показано, що ефекти динамічного порушення кіральної симетрії з утворенням вакуумних конденсатів в квантовій хромодинаміці і теорії електрослабких взаємодій приводять до трактовки природи сил інерції, тобто походження лівої частини рівнянь Ньютона, як чисто вакуумного квантовопольового ефекту, а саме як прояви «вакуумного вітру», що виникає при прискоренні тіл відносно вакуумних конденсатів. На відміну від гіпотетичного класичного «ефірного вітру» ХІХ ст. «вакуумний вітер» є пропорційним прискоренню, а не швидкості.

(чл.-кор. НАН України Фомін П.І.)

ЯДЕРНА ФІЗИКА ТА ФІЗИКА ВИСОКИХ ЕНЕРГІЙ

Розроблено компактні генератори плазми з постійними магнітами для використання в плазмових технологіях, джерелах іонів для застосування в нано- та мікро- аналітичних аналізаторах, мас-спектрометрах з індуктивно-звязанною плазмою. Одержані режими роботи ВЧ-генераторів з високою густиною плазми ~10¹³ см^-3 (аргон) , ~3*10¹² см^-3 (гелій), ~8*10¹¹ см^-3 (водень) при < 300 Вт введеною в плазму ВЧ-потужності (f_ВЧ=27.12 МГц) та режимах низького тиску в розрядній камері плазмового генератора < 4 мТорр. Підвищення густини плазми в джерела здійснюється за рахунок створення ефективного ВЧ розряду зі зовнішнім магнітним полем.

(акад. НАН України Сторіжко В.Ю., чл.-кор. НАН України Мірошниченко В.І., Мордик С.М., Возний В.І.)

Методами рентгенівської дифракції, атомно-абсорбційної спектрометрії та електронно-зондового рентгенівського мікроаналізу досліджено фазовий розпад біогенних та синтетичних Mg-вмісних апатитів з утворенням b-трикальціймагнійфосфату(b-TКMФ). Із порівняльного аналізу продуктів розпаду біогенного і синтетичного апатиту встановлено, що утворення b-TКMФ лімітується як недостатньою концентрацією Mg, так і малими розмірами кристаліті.

Для дослідження локалізації та температурної міграції Mg розроблено препаративні методи виділення з біомінералу його апатитної складової при збереженні мікроструктури кристалів. Методами елементного аналізу оцінено “стабільну” частку Mg, що зв’язана з кристалічною структурою біоапатиту, та “лабільну”, що входить до так-званого неапатитного оточення кристалів біомінералу. В результаті проведених досліджень виявлено, термоактивований ефект видалення Mg із кристалічної решітки біоапатиту на поверхню кристалів. Намічено технологічні шляхи створення кальційфосфатних біоматеріалів із різною пролонгацією процесу виходу Mg у біологічне середовище організму.

(Данільченко С.М., Бугай О.М., Суходуб Л.Ф.)