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, ФІЗИКА ВИСОКИХ ЕНЕРГІЙ І ФІЗИКА ПЛАЗМИ

1.1 Завершено монтажні і пусконалагоджувальні роботи по спорудженню нового аналітичного каналу в складі мікроаналітичного прискорювального комплексу ІПФ НАН України для неруйнівного вимірювання концентрації водню в реакторних матеріалах. До складу каналу входять прецизійний електростатичний аналізатор, система електростатичних ква-друпольних лінз, позиційно-чутливий детектор ядер віддачі та надвисоко-вакуумна камера взаємодії. Проведено тестові експерименти з малокутово-го розсіювання іонів гелію на зразках Al, Ti, Cu і Pb.

Роботи по спорудженню аналітичного каналу виконувались спільно з Інститутом Макса Планка (м.Штутгарт, ФРН).

(акад. НАН України Сторіжко В.Ю., проф. Карстаньен Х.Д., Дрозденко О.О., Крамченков А.Б.)

1.2 Експериментально підтверджено теоретичне передбачення раді¬ального перерозподілу щільності плазми у ВЧ-джерелі при наявності магнітного поля. При цьому змінюються умови поглинання ВЧ-потужності, що призводить до зміщення області максимальної щільності плазми у бік екстрактору та покращення характеристик іонного пучка.

(чл.-кор. НАН України В.І. Мирошніченко, А.Г. Нагорний, Д.А. Нагорний, С.М. Мордик )

Побудовано загальну теорію посилення електромагнітного випромінювання при розсіюванні нерелятивістського електрона на іоні у полі еліптично поляризованої електромагнітної хвилі по всьому інтервалу інтенсивностей. В області помірно-сильного поля виявлено ефект анома¬льного посилення світлового поля, пов'язаний з випромінюванням електронами великої кількості вимушених фотонів хвилі. Внаслідок ефекту аномального посилення квантовий параметр багатофотонності Бункіна-Федорова, який визначає інтенсивність хвилі, досягає великих значень порядку, γi,max~103. На лінійному прискорювачі електронів Стенфордського університе¬ту розпочато експериментальну перевірку зазначених ефектів.

(С.П. Рощупкін, В.О. Цибульник)

РАДІАЦІЙНЕ МАТЕРІАЛОЗНАВСТВО ТА ФІЗИКА КОНДЕНСОВАНОГО СТАНУ

1 Розроблено методику картування розподілу домішок в приповерхневих шарах товстих зразків конструкційних матеріалів за допомогою ядерного сканувального мікрозонду з мікрометровою роздільною здатністю з використанням ядерно-фізичних методів PIXE і RBS. З використанням розробленої методики проведено дослідження розподілу хімічних елементів в бінарному цирконієвому сплаві Zr1Nb, корпусної сталі та розподілу домішок в інтерфейсах композиту, отриманого за допомогою твердофазного зварювання.

(Д.В. Магілін, К.І. Мельник, О.Г. Пономарьов)

1.2 Розвинено статистичну теорію самоподібних складних систем, генеруючий функціонал яких подається перетворенням Мелліна деформованої експоненти, а генератор масштабного перетворення зводиться до похідної Джексона. Показано, що при такому виборі роль параметра порядку відіграє деформований логарифм амплітуди гідродинамічної моди. У гармонічному наближенні знайдено деформовану статистичну суму і нижчі моменти параметра порядку. Отримано рівняння, яким підкоряється генеруючий функціонал системи, що має симетрію та зв'язки. Розвинена польова схема є основою статистичної теорії складних систем, для яких імовірність реалізації мікростанів має не експоненціальний, а ступеневий хвіст. До таких систем відносяться феромагнетики, спінове скло, двовимірна електронна плазма у турбулентному режимі, тверді тіла, які підлягають опроміненню, квантові системи, що проявляють ефекти за¬плутування, та багато інших.

(О.І. Олємской)

РАДІОХІМІЯ, РУДОУТВОРЕННЯ ТА МІНЕРАЛОГІЯ

Отримано експериментальне підтвердження існування в природі і конкретно у Ново-Станковатському родовищі України мінералу з ізотопно чистим ⁸⁷Sг (96,4+ 2,6)% при звичайній ізотопній розповсюдженості - 7%.

(А.А. Вальтер)

ФІЗИКА М'ЯКОЇ РЕЧОВИНИ

На основі концепції побудови сучасних біоміметичних матеріалів для потреб медицини вперше отримані та піддані всебічному фізико-хімічному аналізу такі перспективні біокомпозити:
а) нанореактори на основі акрилових гідрогелів для утворення та іммобілізації в їх поровому просторі нанорозмірних кальцій-фосфатних час тинок гідроксилапатиту;
б) біокомпозити на основі хітозану та нанокристалічного апатиту. Проведено серію біологічних досліджень in vivo отриманих зразків біокомпозитів та доведено їх високий ступінь біосумісності і терапевтич¬ний потенціал.

(чл.-кор. НАН України Л.Ф. Суходуб, С.Н. Данильченко, А.Н. Калинкевич, О.В. Калинкевич, І.Е.Болдескул)