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 галузі фундаментальних досліджень по ядерно-ізичним засобам досліджень

Завершені експериментальні дослідження процесів генерації втринних електронів і фотонів у речовині при опромінюванні пучками прискорених іонів у діапазоні енергій від 0,5 до 3 МеВ. На основі виконаних досліджень вперше розроблена методика, виготовлено і опробувано на прискорювачі обладнання аналітичного канала прискорювального комплексу, створюємого у ІПФ АН України. Новий аналітичний канал оснащений електростатичним аналізатором, оптичним спектрометром та багатоканальною спектрометричною апаратурою, пов'язаною з ЕОМ.

У додаток до широко розповсюджених ядерних засобів елементного складу матаріалів відкривається можливість отримання аналітичної інформації про хімічний склад та структуру матеріалів. Робота виконана сумісно з ХДУ ім. О.М.Горького

(д.ф.-м.н., проф. Сторіжко В.Ю., к.ф.-м.н. Дедік А.М.)

У розділ "Фізика твердого тіла"

Запропоновано мікроскопічну зонну теорію спектру елементарних збуджень у надплинному гелії, яка веде до висновку про кристалоподібне упорядкування рідкого гелію в основному стані

(чл.-кор. НАН України ФомінП.І.)

У галузі фундаментальних досліджень по фізиці твердого тіла та матеріалознавству

Запропоновано новий підхід у елепсометрії, дозволяючий реалізувати граничні можливості засобу, який знаходить широке пристосування у дослідженнях оптичних властивостей і товщини шарів тонкоплінкових систем. У його основі лежить однозонова методика еліпсометричних вимірювань. На основі цієї методики запропонована нова метрологія, дозволяюча суттєво підвищити точність вимірювання поляризаційних кутів, ірозроблена теорія еліпсометрії анізотропних середовищ.

(д.ф.-м.н., проф., Семененко А.І.)