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

На базі об’єднаної схеми: фізика вакуумних конденсатів квантової хромодинаміки, релятивістська теорія надплинності та фізика керрівських чорних дірок, що обертаються, розвинено квантово-вихореву теорію релятивістських струменів (джетів) в квазарах, радіогалактиках та активних ядрах галактик. Знайдено закон еволюції енергетики джетів у часі та залежність ефективної довжини джетів від середньої густини міжзоряного газу, з яким вони зіткаються.

ЯДЕРНА ФІЗИКА ТА ФІЗИКА ВИСОКИХ ЕНЕРГІЙ

Вперше розроблено та проведено випробування емісійного спектрометру низького тиску для підвищення ефективності іонізації атомів досліджуваного зразка. Застосування індуктивно зв’язаної плазми низького тиску (ІЗПНТ) в зовнішньому магнітному полі дозволяє отримати низку переваг в порівнянні з ІЗП атмосферного тиску, а саме: низький рівень витрат робочого газу і введеної в плазму ВЧ потужності, відсутність контакту плазми з навколишнім середовищем аналітичної лабораторії. Показано, що іонна емісія суттєво превалює над атомною, що покращує умови ідентифікації елементів досліджуваного зразка. Створений спектрометр знайде застосування в реакторному матеріалознавстві.

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

З’ясовано природу Ca-уранініту з корінних родовищ урану натрій-уранової формації Українського щита. Доведено, що в рудах родовищ натрій уранової формації Українського щита пізній Са-уранініт є фазою сталого складу із співвідношенням атомних кількостей кальцію до урану як 1:2. Рентгенографічними дослідженнями доведено монофазність зразків (структура типу флюориту, параметр елементарної комірки a₀=0,537 nm.). Са-уранініт має переважно форму плівочних виділень, що розколюються на прямокутні частинки. Через тонкий характер плівок і мікронний розмір кристалітів під дією природних агентів звітрювання легко втрачає проміжні продукти ділення атомів урану і через це є типовим носієм радіоактивної нерівноваженості. Мінерал може бути використано для встановлення останнього часу радіохімічної зміни уранових руд. Отримані результати свідчать, що Са-уранініт може бути раніше невідомою природною сполукою.

(Вальтер А.А.)