Лаборатория нейтронной физики (ЛНФ) является одним из основных научных подразделений Объединенного института ядерных исследований – международной научно-исследовательской организации, учрежденной Соглашением правительств стран-участниц 26 марта 1956 года. Первым директором ЛНФ был избран И.М. Франк.
Основные научные направления в области ядерной физики: исследования нарушений фундаментальных симметрий во взаимодействиях нейтронов с ядрами, исследования фундаментальных свойств нейтрона для проверки параметров Стандартной модели и поиска "новой физики", физика ультрахолодных нейтронов, разработка и создание детекторов нейтронов и других ионизирующих излучений, а также прикладных методов в нейтронной ядерной физике. Исследования в области физики конденсированных сред направлены на изучение структуры, динамики, структурно-оптических свойств, морфологии поверхности конденсированных сред, получение новых данных о 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, экспериментальную проверку теоретических предсказаний и моделей, обнаружение новых закономерностей.
Также проводятся исследования в области комплекса развития спектрометров, в основные задачи которого входят разработка и оснащение оборудованием создаваемых, а также модернизация и реконструкция оборудования существующих спектрометров реактора ИБР-2 с целью улучшения их параметров, расширения экспериментальных возможностей и обеспечения бесперебойной работы. Научно-методическое обеспечение развития систем формирования пучка, нейтронных детекторов, систем окружения образца, криостатов и криомагнитных систем, а также электроники и программного обеспечения систем сбора данных.
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 ИБР-2 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 (физикам, химикам, биологам, геологам, материаловедам и т.д.) получить на конкурсной основе время пользования спектрометрами и высококвалифицированную поддержку ведущих специалистов ЛНФ.
В программе развития комплекса спектрометров: обеспечение их эффективной работы, развитие экспериментальных методик, создание новых современных установок, ориентированных на перспективные направления исследований.
- Другой базовой установкой для исследований, проводимых в Секторе Рамановской спектроскопии (Центр «Нанобиофотоника») является мультимодальная оптическая платформа – «КАРС» микроскоп, позволяющий проводить спектроскопию и микроскопию различных материалов (твердые тела, жидкости, порошки, биологические образцы и др.) на основе спонтанного и вынужденного комбинационного рассеяния.КАРС спектроскопия и микроскопия является весьма эффективным и перспективным аналитическим методом и инструментом, широко используемым в самых разных областях естественных и прикладных наук (химия, физика, биомедицина, фармацевтика, материаловедение, геология и др.)
- Источник РЕзонансных Нейтронов (ИРЕН) - установка нового поколения для решения широкого спектра задач фундаментальной и прикладной ядерной физики. Установка ИРЕН предназначена для ядерно-физических исследований с использованием метода времени пролета в области энергий нейтронов до сотен кэВ, исследований фотоядерных реакций.
- Установка TANGRA создана для проведения измерений как в области фундаментальной ядерной физики, так и в области прикладных исследований, с использованием пучков меченых нейтронов (ММН). Основной составляющей ММН является регистрация характеристического гамма-излучения неупругого рассеяния нейтронов на исследуемом образце в совпадении с альфа-частицами, регистрируемыми позиционно-чувствительным альфа-детектором, встроенным в камеру нейтронного генератора.
- На электростатическом ускорителе ЭГ-5 проводятся уникальные исследования элементного состава твердых тел, включая глубинное профилирование, проведение исследований ядерных реакций на быстрых нейтронах и т.д. ЭГ-5 также позволяет проводить имитацию радиационных условий ближнего космоса, активной зоны ядерных реакторов. Отсутствие в спектре, производимых установкой нейтронов медленных нейтронов позволяет проводить облучение без индуцирования наведенной радиоактивности, что крайне важно при исследовании уникальных образцов типа объектов культурного наследия.
Также в проекте создание нескольких новых установок: Проект DNS IV, Проект SANSARA, BJN.