В Лаборатории нейтронной физики (ЛНФ) развивается комплексная амбициозная научная программа по исследованию нейтрона как элементарной частицы, а также по его применению в области ядерной физики, физики конденсированных сред и в ряде современных прикладных научных исследований.
Основные научные направления в области ядерной физики: исследования свойств нейтрона и физика ультрахолодных ядерных реакций под действием нейтронов, фундаментальные, прикладные и методические работы, разработка и создание детекторов нейтронов и других ионизирующих излучений.
Исследования в области физики конденсированных сред направлены на изучение атомной и магнитной структуры, динамики, структурно-оптических свойств, морфологии поверхности функциональных материалов и наносистем, получение новых данных о структурной организации и микроскопических свойствах исследуемых систем (сильно-коррелированных электронных систем, систем низкой размерности, гетероструктур, полимеров, коллоидных систем, биологических объектов, наноматериалов, горных пород и минералов и др.), определение внутренних напряжений в объемных материалах и изделиях, особенностей внутреннего строения объектов культурного и природного наследия, материалов и изделий, экспериментальную проверку теоретических предсказаний и моделей, обнаружение новых закономерностей.
В настоящее время на базе ЛНФ функционируют 5 базовых установок. Основная базовая установка лаборатории – импульсный реактор на быстрых нейтронах ИБР-2, который после модернизации сохраняет свои параметры на мировом уровне и является единственной установкой такого класса в мире. Реактор оснащен комплексом спектрометров для проведения широкого круга исследований по актуальным направлениям ядерной физики и физики конденсированных сред. На спектрометрах реактора развернута широкая пользовательская программа, позволяющая всем заинтересованным ученым получить на конкурсной основе время для проведения экспериментов и высококвалифицированную поддержку ведущих специалистов ЛНФ.
Источник резонансных нейтронов ИРЕН, в котором нейтроны генерируются в результате взаимодействия пучка электронов с вольфрамовой мишенью, предназначен для решения широкого спектра задач фундаментальной и прикладной ядерной физики. Установка рассчитана на проведение исследований с помощью времяпролетной методики в энергетическом диапазоне нейтронов от десятков мэВ до десятков кэВ, а также исследований фотоядерных реакций.
На установке TANGRA ведутся работы по применению метода меченых нейтронов с использованием нейтронного генератора ИНГ-27 со встроенным детектором альфа-частиц, а также различных многодетекторных систем для регистрации гамма-квантов и нейтронов, образующихся в результате реакций с нейтронами с энергией 14.1 МэВ. Проводятся фундаментальные исследования по изучению взаимодействия быстрых нейтронов с ядрами, а также решаются прикладные задачи, направленные на развитие методики неразрушающего элементного анализа.
Созданный на основе генератора Ван де Граафа электростатический ускоритель ЭГ-5 используется для генерации быстрых нейтронов в диапазоне энергий до 5,5 МэВ и проведения различного рода прикладных исследований.
Мультимодальная оптическая платформа «КАРС» позволяет проводить спектроскопию и микроскопию различных материалов на основе спонтанного и вынужденного комбинационного рассеяния. Это является эффективным аналитическим методом и инструментом, широко используемым в самых разных областях естественных и прикладных наук.
Лаборатория успешно сотрудничает с Институтом космических исследований РАН в области разработки и создания детекторов нейтронов, гамма-квантов и заряженных частиц для космических аппаратов. Детекторы нейтронов высокой энергии HEND и LEND работают на орбитальных аппаратах NASA; прибор DAN, работающий на борту ровера Curiosity, входит в состав Марсианской научной лаборатории.
