В настоящее время в состав Отделения перспективных разработок НИЦ КИ ПИЯФ входят 5 научных лабораторий, а также 3 научно-технических отдела. Будучи самым молодым подразделением Института, основанным в 2014 г., ОПР включило в себя довольно разноплановые направления научной деятельности: от разработки сверхточных наноизмерительных голографических систем и проведения радиационных испытаний электронной компонентной базы (ЭКБ) в интересах Роскосмоса и МО РФ до теоретических исследований электронной структуры соединений тяжелых и сверхтяжелых элементов и участия в проекте по исследованию вод подледного озера Восток в Антарктиде

Отдел информационных технологий и автоматизации (ОИТА), входящий в состав ОПР, осуществляет развитие и поддержку телекоммуникационных и вычислительных ресурсов Института, а также курирует создание центра обработки данных реакторного комплекса ПИК (РК ПИК).

Значительная часть деятельности ОПР связана с работой ускорительного комплекса Института, где создано и действует уникальное экспериментальное оборудование. Это и испытательные стенды для исследования радиационной стойкости ЭКБ на протонах высоких энергий и нейтронах, спектр которых совпадает с атмосферным, и единственный в своем роде спектрометрический комплекс ИРИС, на котором проводятся исследования короткоживущих ядер.

Одним из приоритетных направлений работы Отделения является развитие ядерно-медицинского комплекса. На синхроциклотроне Института совместно с Российским научным центром радиологии и хирургических технологий (РНЦРХТ) уже более 30 лет действует комплекс протонной лучевой терапии, предназначенный для лечения различных заболеваний головного мозга. В нем используется уникальная методика облучения напролет внутричерепных мишеней протонами с энергией 1 000 МэВ («Гатчинский метод») в сочетании с ротационной техникой облучения. В настоящее время осуществляется модернизация комплекса.

Многообещающие перспективы связаны с запуском изохронного циклотрона Ц-80, на котором планируется создание комплекса для лечения офтальмологических больных методами протонной терапии. Партнерами Института в области протонной офтальмологии могут стать МНИИ глазных болезней им. Гельмгольца и НИЦ КИ ИТЭФ, имеющие ряд уникальных разработок методик и оборудования для лечения новообразований глаза и орбиты, а также РНЦРХТ, с которым у Института имеются давние традиции сотрудничества.

Радиоизотопный комплекс РИЦ-80 на базе циклотрона позволит производить большое количество радионуклидов, представляющих интерес для ядерной медицины, а по возможности получения сверхчистых радионуклидов данная установка не будет иметь мировых аналогов.

Общая стратегия деятельности ускорительного комплекса предполагает дальнейшее развитие ядерно-медицинского центра на базе циклотрона Ц-80 с созданием необходимой инфраструктуры и перевод синхроциклотрона СЦ-1000 в режим технологической модернизации с продолжением работ по протонной терапии и программам Роскосмоса и Росатома.

О работе, проделанной в рамках реализации проекта «Разработка средств математического моделирования и диагностики состояния актиноидов в матрицах высокоактивных отходов и других объектах экосферы» по гранту РНФ, рассказал заведующий Лабораторией квантовой химии ОПР д. ф.-м. н. А. В. Титов.

Радионуклиды, образующиеся в результате функционирования ядерных установок, представляют собой серьезную угрозу для состояния окружающей среды и здоровья человека. В число наиболее важных и трудных задач охраны окружающей среды входит эффективная иммобилизация актинидной фракции высокоактивных отходов. В связи с особой сложностью экспериментальных исследований при разработке технологий, необходимых для решения перечисленных проблем, ведущую роль должно играть моделирование из первых принципов химического состояния актиноидов, структуры и свойств их соединений, а также теоретическое развитие методов контроля количества /концентраций таких соединений.

Основными задачами проекта являются создание эффективных комбинированных вычислительных средств, дополняющих современные средства квантово-химического моделирования и диагностики возможностями расчета молекул, супрамолекулярных структур и материалов на основе соединений актинидов, а также прямое моделирование электронной структуры относительно простых систем и теоретическая интерпретация результатов экспериментальных методов анализа структуры и физико-химических свойств сложных соединений (в т. ч. гетерофазных, наноструктурированных), содержащих тяжелые d- и f-элементы.