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"

Вперше теоретично передбачено можливість значного (на декілька порядків величини) посилення інтенсивності лазерного випромінювання у процесі розсіяння ультрарелятивістських електронів на іонах у полі лазера. Показана можливість посилення випромінювання лазера до екстремально потужних інтенсивностей. Результати теоретичних досліджень будуть використані у співробітництві у рамках мегапроектів FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research, Darmstadt, Germany), European XFEL project та ELI (Extreme Light Infrastructure project).
(С.П. Рощупкін, В.О. Цибульник)

Розроблено проект та підготовлена технічна документації на створення каналу ядерного скануючого мікрозонду на базі електростатичного прискорювача ЕГ-5ЛНФ Об'єднаного інституту ядерних досліджень (РФ, м. Дубна).
(О.Г. Пономарьов, Д.В. Магілін, В.А. Ребров, С.В. Колінько, А.О. Пономарьов)

В рамках співробітництва між ІПФ НАН України та Європейським центром ядерних досліджень (CERN) створена надвисоковакуумна установка (Р ~ 5·10^-8 Pa) по визначенню фізичних факторів, що впливають на вірогідність виникнення та розвиток високовольтних пробоїв в матеріалах що використовуються в прискорюючих структурах компактного електрон-позитронного коллайдеру CLIC (Compact Linear Collaider).
(В.І. Мирошніченко, В.А. Батурін, О.Ю Карпенко, О.С. Пустовойтов)

У РОЗДІЛ "Радіохімія, рудоутворення та мінералогія "

Відкрито в рудних проявах монацитів на заході Кіровоградської області вміст 208 ізотопу свинцю з ізотопною чистотою на рівні 98 %. Встановлений високий рівень природнього збагачення свинцю-208 дозволяє зробити припущення про можливість використання такого свинцю як теплоносію в реакторах IV покоління без додаткового ізотопного збагачення.
(А.А.Вальтер, А.В.Андрєєв, А.І.Писанський)

У розділ "Радіаційне матеріалознавство, фізика конденсованого стану"

Методами числового моделювання досліджено процеси самоорганізації дефектної структури в опромінюваних кристалічних матеріалах та встановлено особливості формування стійких структур дефектів. Виявлено, що при малих швидкостях набору дози (в реакторних умовах) точкові дефекти утворюють стійкі компактні та протяжні комплекси характерного розміру 6 нм. При великих швидкостях набору дози (опромінення на прискорювачах) формуються компактні вакансійні кластери розміром 4-5нм. Виявлено, що розподіл вакансій та характер дефектних структур визначається впливом дифузійних процесів, які пригнічуються при збільшенні швидкості набору дози.
(Харченко Д.О., Харченко В.О.)