Опыт эксплуатации показал, что СЦ оказался очень удачным ускорителем, особенно для исследований атомных ядер. Энергия протонов 1000 МэВ оптимальна для глубокого изучения структуры ядра (идеальная область применения теории Глаубера-Ситенко для количественного описания ядерных реакций). Хорошая моноэнергетичность пучка (0,3 МэВ), хорошая временная структура (коэффициент заполнения 30%), достаточно высокая интенсивность (1мкА выведенного пучка) оставляют этот ускоритель востребованным и в современных ядерных исследованиях.
На базе СЦ действует единственная в России ISOL установка ИРИС (Исследование Радиоактивных Изотопов на Синхроциклотроне), где производятся и исследуются радиоактивные изотопы элементов Периодической системы. С момента запуска установки исследовано более 300 ядер, 17 из которых идентифицированы впервые. На ИРИСе впервые был разработан и применен метод лазерного ионного источника для селективного получения нуклидов.
Богатый опыт эксплуатации установки ИРИС и результаты новых разработок будут использованы при создании новой ISOL системы ИРИНА, как на реакторе ПИК, так и на пучке сильноточного циклотрона Ц-80 для получения медицинских радионуклидов высокой чистоты.
В настоящее время на пучке СЦ исследуются прототипы мишеней для получения генераторного медицинского радиоизотопа Sr-82 и других радионуклидов для медицины. Разработанные мишенные устройства будут использованы для получения медицинских радионуклидов на радиоизотопном комплексе Ц-80.
За годы работы СЦ был получен целый ряд важных результатов, в частности, в исследовании пион-протонного и протон-протонного взаимодействия. На мюонном канале синхроциклотрона была успешно выполнена серия экспериментов по исследованию мюонного катализа реакций ядерного синтеза. Мюонный пучок эффективно используется также для исследования магнитных свойств различных материалов с помощью метода вращения спина мюона.
Пучок протонов с энергией 1000 МэВ оказался удачным и для осуществления нейрохирургических операций. Разработанный в ПИЯФ совместно с РНЦРХТ метод протонной терапии вот уже в течение многих лет успешно используется для лечения сложнейших заболеваний головного мозга. Курс лечения прошли 1394 пациента.
Кроме сотрудников ПИЯФ, в экспериментах на СЦ принимали и продолжают принимать участие физики из многих институтов страны. Например, РНЦ «Курчатовский институт», РИАН им В.Г. Хлопина, ОИЯИ (Дубна), ИТЭФ, ВНИИЭФ (Саров) МФТИ, ЦНИРРИ МЗ РФ, ГНЦ ФЭИ, ЦНИИ “Электронстандарт”, НПО “Специализированные электронные системы” (Москва), НИИ Приборов (г. Лыткарино), НИИКП, МИСИС, Стерлитамакский филиал Академии Наук Республики Башкортостан (СФАНБ) и другие.
Именно в ходе экспериментов на СЦ выросли квалифицированные специалисты и родились экспериментальные методики, составившие затем основу участия нашего института в международных экспериментах.
Среди зарубежных научных центров, с которыми успешно сотрудничает ПИЯФ, можно, например, назвать: Калифорнийский Университет (США); Абелинский университет (США); Институт физики излучений ядерной физики Бонского Университета (Германия); Брукхейвенская Национальная Лаборатория (США); Институт Пауля Шерера PSI (Швейцария), КФК (Юлих, Германия); GSI (Дармштадт, Германия); ISOLDE (CERN, Швейцария); Резерфордовская Лаборатория (Англия); Аргонская Национальная Лаборатория (США); GANIL (Каен, Франция); Центр ядерных данных NDC/JAERI (Токаймуре, Япония); Исследовательский центр ядерной физики (Осака, Япония); Лундский Университет (Швеция); ONERA (Тулуза, Франция); Университет Ювяскюля (Финляндия); SATURN (Сакле, Франция); FNAL (США) и другие.
Трудно отразить все научные результаты, полученные в физических исследованиях за годы работы СЦ. Укажем только основные:
- В опытах по упругому и квазиупругому рассеянию протонов на ядрах получены наиболее точные данные о пространственном распределении нуклонов в ядрах и о глубоких ядерных оболочках.
- Исследовано более 60 новых протонно-избыточных изотопов вплоть до границ стабильности ядер. Обнаружен эффект возрастания энергии спаривания вблизи границы стабильности.
- Систематические исследования πр и рр-рассеяния позволили выполнить однозначный фазовый анализ до энергии 600 МэВ (πр) и 1000 МэВ (рр).
- Разработан метод исследования малоуглового рассеяния адронов, позволивший провести тест одной из фундаментальных теорем физики элементарных частиц (дисперсионные соотношения) в широком диапазоне энергий (Государственная премия).
- Разработан метод исследования мю-катализа ядерного синтеза. Детально исследованы реакции ddμ и dtμ синтеза.
- Получены наиболее точные значения массы и времени жизни пи-мезона.
- Исследовано подпороговое рождение K-мезонов на рекордном уровне чувствительности.
Основная научная программа, выполняемая в настоящее время на пучках СЦ-1000, представлена следующими направлениями:
- ядерно-спектроскопические исследования атомных ядер, удаленных от полосы бета - стабильности, с помощью лазерной спектроскопии и светосильных спектрометров высокого разрешения;
- исследование структуры атомных ядер методом упругого и квазиупругого рассеяния протонов с энергией 1 ГэВ на ядрах;
- восстановление амплитуды пион-нуклонного взаимодействия при энергиях до 600 МэВ;
- восстановление амплитуды NN-взаимодействия при энергиях до 1 ГэВ;
- исследование мюонного катализа реакций ядерного синтеза;
- исследование рождения η-мезонов в ядерных реакциях;
- изучение деления и фрагментации ядер;
- исследование магнитных фазовых переходов в сплавах μSR-методом;
- разработка способов получения радиофармацевтических препаратов для диагностики и лечения различных заболеваний.
Наряду с широкой научной программой на пучках СЦ выполняется обширная программа прикладных работ. Перечислим некоторые из них:
- лучевая терапия на пучке протонов с энергией 1 ГэВ для лечения аденом гипофиза и артерио-венозных аневризм головного мозга:
- радиационные испытания материалов и изделий;
- тестирование аппаратуры, разрабатываемой в институте для участия в международных экспериментах, проводимых или планируемых на ускорителях высокой энергии и коллайдерах в США (Феникс), Швейцарии (мю-катализ), ЦЕРНе (LHC, Atlas, LHC-B, CMS), Германии (HERMES);
- исследование различных вопросов, связанных с проблемой трансмутации отходов ядерной промышленности.
Более подробную информацию об СЦ-1000 и работах на нем можно найти в отчетах ПИЯФ: "Основные результаты 1971-1996", "Основные результаты 1997-2001", "Основные результаты 2002-2006","СБОРНИК ПИЯФ 2007-2012","СБОРНИК ПИЯФ 2010-2013","СБОРНИК ПИЯФ 2014","СБОРНИК ПИЯФ 2015".