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.

У розділ "Ядерна фізика, фізика високих енергій і фізика плазми"

Створена та введена в експлуатацію установка для дослідження монокристалів методом каналювання. Проведено попередні експерименти з вимірювання виходу резерфордівського зворотного розсіювання протонів від монокристалу Si орієнтованого віссю <111> вздовж вісі пучка та отримані характерні залежності нормованого виходу резерфордівського зворотнього розсіювання протонів при кутах близьких до критичного.

Установка буде використовуватись для дослідження розподілу домішок та еволюції радіаційних дефектів матеріалах ядерної енергетики.

(акад. НАН України Сторіжко В.Ю., Бугай О.М., Крамченков А.Б., Внученко А.О., Ігнатенко С.М., Денисенко В.Л.)

Розроблено новий метод та експериментальний стенд для прецизійного центрування і характеризації структури поля систем магнітних квадрупольних лінз. Метод засновано на вимірах радіальної складової магнітного поля на циліндричний поверхні в повітряному проміжку лінз за допомогою мініатюрного датчика Холла. Експериментально показано, що чутливість методу визначення положення осі лінз знаходиться на рівні 2 мкм, похибка визначення паразитних секступольної і октупольної компонент поля складають менше 20 %.

Отримані результати будуть використані в Інституті прикладної фізики НАН України та Об’єднаному інституті ядерних досліджень в м. Дубна при створенні нових установок ядерного скануючого мікрозонду.

(Пономарьов О.Г., Колінько С.В., Ребров В.А.)

У рамках дiелектричної моделi знайдено втрати енергiї антипротона у замагнiченому електронному газі з анізотропною температурою. Показано, що чисельні розрахунки втрат енергії, проведені за допомогою розробленого коду, співпадають з отриманими в рамках квантової теорії поля аналiтичними виразами у випадку поздовжнього та поперечного магнiтному полю рухiв антипротона в лінійному наближенні за температурою. Роботу проведено згідно з угодою з коллаборацією HESR мегапроекту FAIR про задачу електронного охолодження антипротонів

(чл.-кор. НАН України Мирошнiченко В.I., Холодов Р.I., Хелемеля О.В.)