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"

Побудована релятивістська теорія резонансної квантової електродинаміки в сильних лазерних і магнітних полях. Показана можливість перевірки даної теорії в міжнародних мегапроектах на лазерних установках: SLAC (National Accelerator Laboratory, Stanford, USA), PHELIX (Facility for Antiproton and Ion Research, Germany), Vulcan10 (Central Laser Facility, United Kingdom),  European X-ray Free Electron Laser (Germany), Extreme Light Infrastructure (Romania).

(С.П. Рощупкiн, О.А. Лебiдь, Р.І. Холодов, О.П. Новак, О.І. Ворошило)

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 "

Створено установку для проведення імітаційних досліджень радіаційної стійкості матеріалів реакторної техніки з використанням іонів металів ( Fe, Cr, Ni, Zr та інші) прискорених до енергії 20 ÷ 450 кеВ. Спільно з ННЦ ХФТІ розпочаті дослідження формування радіаційних дефектів в конструкційних реакторних матеріалах. 

(В.А. Батурін, О.Ю Карпенко, О.С. Пустовойтов, П.О. Литвинов)

При досліджені процесів формування нанорозмірних поверхневих структур у процесах осадження із газової фази запропоновано багатошарову модель росту поверхні з утворення нанорозмірних структур адсорбату та вакансійних стурктур. Встановлено умови реалізації стійкої нанорозмірної поверхневої структури адсорбату, досліджено закони росту островків адсорбату, виявлено розподіл таких островків за розмірами за різної геометрії гратниці осаджуваного матеріалу. Встановлено характер перерозподілу полів температури адсорбату при формування нанорозмірних об'єктів на поверхні в процесі осадження з газової фази. Виявлено умови реалізації неоднорідного розподілу полів температури адсорбату та характерні часові масштаби його існування.

Харченко Д.О., Харченко В.О.

Розроблена методика аналізу мікродомішок в рідких і сипучих урановмісних матеріалах методом протонно-індукованої рентгенівської емісії із застосуванням послідовної фільтрації рентгенівського випромінювання. Методика була верифікована із застосуванням зразків відомого складу. Експериментальна невизначеність склала не більше 7%

(А.Г. Харатрян, О.М. Бугай, М.І. Захарець, акад. НАН України В.Ю. Сторіжко, О.М. Бугай )

У розділ "Фізико-хімічні основи організації біологічних систем"

Розроблені кровозупинні матеріали на основі хітозану.

(напрям: Розробка нових біологічних матеріалів для військової медицин та медицини надзвичайних ситуацій)

(Калінкевич О.В та Калінкевич О.М. )

У розділ спеціальні комп’ютерні системи, засоби, приладобудування

У рамках програми з наукового приладобудування розроблені універсальні засоби автоматизації і комп’ютеризації нестандартного обладнання для проведення наукових експериментів, що дозволяє пришвидшити розроблення наукових приладів і обладнання, модернізувати існуюче обладнання до сучасного світового рівня, а також завдяки віддаленому доступу використовувати його в центрах колективного користування.

(Р.Ю. Лопаткін)