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.

ТЕОРЕТИЧНА ФІЗИКА

В рамках квантово-вихоревої моделі релятивістської струминної активності квазарів розглянуто питання про закон часової еволюції та характерні часи активності таких об’єктів. Показано, що характерні часи, які передбачаються теорією, попадають в діапазон 50-100 млн. років, що узгоджується за порядком величини з даними спостережень. Формула для характерного часу еволюції квазарів містить лише три світові сталі  і динамічну масу кварків , запозичену з фізики адронів.

(чл.-кор. НАН України Фомін П.І.)

ЯДЕРНА ФІЗИКА ТА ФІЗИКА ВИСОКИХ ЕНЕРГІЙ

Здійснено фізичний запуск першого в країнах СНД ядерного скануючого мікрозонду в складі аналітичного прискорюючого комплексу Інституту прикладної фізики НАН України на базі електростатичного прискорювача з максимальною напругою 2 МВ. Для фокусування пучка іонів застосовано інтегровану зондоформуючу систему з двома дублетами магнітних квадрупольних лінз нової конструкції. Отримано розміри пучка на мішені 1.2×2 мкм² (FWHM) при повному струмові пучка ≈100 пА, що є на рівні світових аналогів для цього класу прискорювачів.

(акад. НАН України Сторіжко В.Ю., чл.-кор. НАН України Мірошниченко В.І., Пономарьов О.Г.)

Методом рентгенівської фотоелектронної спектроскопії (РФЕС) відпалених зразків кісткової тканини встановлено, що кальцій знаходиться у стані Ca²⁺ , а фосфор – у стані PO₄^3-, що близько до таких сполук як фосфат кальцію Ca₃(PO₄)₂ або гидроксилапатит Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂. Також встановлено, що енергія зв’язку Са2р і Р2р в залежності від температури відпалу зразків не змінюється. Із порівняльного аналізу розрахунків, виконаних за допомогою ZAF – корекції встановлено, що використання кисневих співвідношень, отриманих методом РФЕС, та проведення одночасних вимірювань по всім елементам, присутнім у зразку,

(Калініченко Т.Г., Павленко П.А., Данильченко С.М., Суходуб Л.Ф.)