04-9-1077-2015/2020
 
Priority: 1
   
Status: Extended
Research on the Biological Effect of Heavy Charged Particles 
with Different Energies

 

Leaders:     E.A. Krasavin
G.N. Timoshenko


Participating Countries and International Organizations:
Armenia, Bulgaria, Czech Republic, Italy, Moldova, Mongolia, Poland, Romania, Russia, Slovak Republic, South Africa. 

Scientific Programme:
Theoretical and experimental research on the biological effect of heavy charged particles with different energies at JINR's basic facilities. 

      The research and development will include: 
  • Research on the regularities and mechanisms of molecular damage induction and repair in the DNA structure in mammalian and human cells for radiations with different linear energy transfer (LET) in vivo and in vitro. 

  • Obtaining comparative data on the regularities in the induction of gene and structural mutations in mammalian and lower eukaryote cells under exposure to sparsely and densely ionizing radiations with different LET. 

  • Research on the mechanisms of the heavy charged particle (HCP)-induced damage of the eye retina and its repair. 

  • Research on the character of the damage of central nervous system (CNS) cells and regularities of their death. Identification of the HCP-induced functional and morphological disorders in the CNS. 

  • Mathematical modeling of the effects of ionizing radiations with different LET at the molecular and cellular levels. Development and analysis of mathematical models of the molecular mechanisms of ionizing radiation-induced disorders in the CNS structure and functions. 

  • Calculation of shielding for new nuclear physics facilities, evaluation of the radiation environment, and development of radiation safety systems.

Expected main results in 2018:

  • To continue studying regularities in the induction, formation, and repair kinetics of HCP-induced clustered DNA double-strand breaks (DSBs) in human skin fibroblasts and in radioresistant U87 tumor cells. 

  • To evaluate the proportion of different DNA DSB repair pathways in human fibroblasts after exposure to radiations of different quality - by immunocytochemical staining of the repair proteins RAD51 (HR) and DNA PKcs (NHEJ). 

  • To continue studying radiation-induced apoptosis mechanisms. To study the expression of the genes that encode the proteins and caspases participating in apoptosis induction in mammalian cells by HCP. 

  • To study regularities in DNA DSB formation and elimination in rat hippocampus cells in vitro using a primary hippocampus culture from P0-P1 age rats. 

  • Using a Synergy H1m microplate reader, to evaluate the level of the reactive oxygen species and AFA protein kinase in mammalian SIM-A9 microglial cells exposed to gamma-rays and HCP. 

  • To continue studying regularities in the induction of gene and structural mutations in yeast cells by radiations with different LET.

  • To continue research on the mutagenic effect of ionizing radiations on mammalian cells at late times after irradiation. To comare the results of a molecular and cytogenetic analysis of HPRT-mutant subclones. 

  • To continue studying the mechanisms behind the damage and recovery of retinal cells (Mueller glial cells and photoreceptor cells) after radiation exposure. 

  • To study the connections between changes in the functioning of the main neurotransmitter systems and apoptotic death of neurons after radiation exposure. 

  • To continue studying disorders in the exchange of monoamines and their metabolites in the prefrontal cortex, hippocampus, striatum, adjoining nucleus, and hypothalamus of the mouse and rat brain under exposure to ionizing radiations. 

  • To continue the development of mathematical models of neurons' functional activity under exposure to radiations with different LET. 

  • To perform computer modeling of the formation of radiation-induced damage in membrane ion channels and synaptic contacts. 

  • To perform computer modeling of the formation of radiation-induced damage in the cell membrane and cytoskeleton. 

  • To continue the development of of mathematical models of the induction and repair of the key types of DNA damage after HCP exposure. 

  • To continue designing, testing and calibration of nuclear planetary science instruments with fast neutron generators at the LRB's test site. 

  • To ensure the conduction of the radiobiological experiments at the Nuclotron (the Laboratory of High-Energy Physics), U-400M cyclotron (the Laboratory of Nuclear Reactions), and the medical beam of the Phasotron (the Laboratory of Nuclear Problems). 

List of projects:
  Project Leader Priority 
(period of realisation)
1. Research on the biological effect
of heavy charged particles 
with different energies
E.A. Krasavin
G.N. Timoshenko
1   (2015-2020)

 

List of Activities
  Activity or Experiment Leaders
Status
  Laboratory or other
Division of JINR
Responsible person
Main researchers
1. Radiobiological research 
at charged particle beams
E.A. Krasavin
Data taking
Realization
Data taking
  LRB S.V. Aksenova, K.V. Belokopytova, O.V. Belov, P. Blaha, Yu.V. Bogdanova, A.V. Boreyko, A.N. Bugay, N.N. Budennaya, T.S. Bulanova, V.N. Chausov, E.B. Dushanov, R.D. Govorun, E.V. Ilyina, A.A. Ivanov, L. Jezkova, A.N. Kokoreva, E.A. Kolesnikova, N.A. Koltovaya, O.V. Komova, V.L. Korogodina, I.V. Koshlan, N.A. Koshlan, M.A. Kovalenko, R.A. Kozhina, E.A. Kruglyakova, P.V. Kutsalo, E.A. Kuzmina, B. Lkhagvaa, V.N. Lisy, K.N. Lyakhova, B. Munkhbaatar, E.A. Nasonova, M.A. Ostrovsky, M.S. Panina, A.Yu. Parkhomenko, D.V. Petrova, Yu.S. Severyukhin, N.L. Shmakova, E.V. Smirnova, S.I. Tiunchik, D.M. Utina, M.A. Vasilyeva, Yu.V. Vinogradova, T.H. Vu, M.G. Zadnepryanets, N.I. Zhuchkina, + 4 engineers, + 7 workers
2. Radiation research G.N. Timoshenko
Preparation
Data taking
R&D
  LRB V.E. Aleinikov, L.G. Beskrovnaya, M.M. Komochkov, A.R. Krylov, V.A. Krylov, E.N. Lesovaya, + 10 engineers, + 2 workers
3. Training activity E.A. Krasavin
S.Z. Pakuliak (UC)
 
  LRB V.E. Aleinikov, O.A. Bakerin, O.V. Belov, A.V. Boreyko, A.N. Bugay, N.N. Budennaya, T.B. Feldman, R.D. Govorun, A.A. Ivanov, N.A. Koltovaya, O.V. Komova, M.M. Komochkov, I.V. Koshlan, M.A. Ostrovsky, A.Yu. Parkhomenko, G.N. Timoshenko

 

Collaboration
Country or International
Organization
City Institute or Laboratory
Armenia Yerevan YSU  
Bulgaria Sofia IE BAS  
    INRNE BAS  
    NCRRP  
Czech Republic Brno IBP ASCR  
  Prague CTU  
  Rz{NPI ASCR tab{  
Italy Udine Uniud  
Moldova Chi sina UnASM  
Mongolia Ulaanbaatar NUM  
Poland Szczecin US  
Romania Bucharest ISS  
    UMF  
  Ia si IBR  
    UAIC  
Russia Moscow IBMP RAS  
    IHNA Ph RAS  
    ITEP  
    MSU  
    SF IPh  
    MSU  
  Astrakhan ASU  
  Sochi SRI MP  
Slovakia Bratislava CU  
South Africa Cape Town iThemba LABS

 

 ОБЪЕДИНЕННЫЙ  ИНСТИТУТ  ЯДЕРНЫХ  ИССЛЕДОВАНИЙ

 

ПРОБЛЕМНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН 
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТ
И МЕЖДУНАРОДНОГО СОТРУДНИЧЕСТВА
ОБЪЕДИНЕННОГО ИНСТИТУТА
ЯДЕРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
НА 2018 ГОД

 

 

Теоретическая физика (01)
Физика элементарных частиц и релятивистская ядерная физика (02)
Ядерная физика (03)
Физика конденсированных сред, радиационные и радиобиологические исследования (04)
Сети, компьютинг, вычислительная физика (05)
Образовательная программа (06)

 

Теоретическая физика (01)

01-3-1113-2014/2018 Теория фундаментальных взаимодействий Казаков Д.И. 
Теряев О.В.
Aрбузов А.Б.
01-3-1114-2014/2018 Теория структуры ядра и ядерных реакций Воронов В.В. 
Вдовин А.И. 
Антоненко Н.В.
01-3-1115-2014/2018 Теория конденсированных сред Осипов В.А.
Поволоцкий А.М.
01-3-1116-2014/2018 Современная математическая физика:
струны и гравитация, суперсимметрия, интегрируемость
Исаев А.П.
Сорин А.С.
Кривонос С.О.
01-3-1117-2014/2018 Дубненская международная школа современной 
теоретической физики (DIAS-TH)
Сорин А.С.
Воронов В.В.

Физика элементарных частиц и релятивистская ядерная физика (02)

02-2-1123-2015/2019 Участие ОИЯИ в программе физических исследований на установке BES-III Жемчугов А.С.
02-0-1081-2009/2019 ATLAS.
Модернизация установки и физические исследования на LHC
Бедняков В.А.
02-2-1124-2015/2020 Поиск новой физики в экспериментах на интенсивных пучках мюонов Глаголев В.В.
02-2-1134-2018/2019 Эксперимент COMET на ускорительном комплексе J-PARC Цамалаидзе З.
02-2-1099-2010/2018 Исследование нейтринных осцилляций Наумов Д.В. 
Ольшевский А.Г.
02-0-1108-2011/2019 Эксперимент PANDA на ускорительном комплексе FAIR Алексеев Г.Д.
02-2-1125-2015/2020 Астрофизические исследования в эксперименте TAIGA Ткачев Л.Г.
02-1-1106-2011/2019 Исследования сжатой барионной материи на ускорительном комплексе GSI Ладыгин В.П.
Иванов В.В.
02-1-1096-2010/2019 Изучение редких распадов заряженных каонов и поиск темного сектора в экспериментах на SPS ЦЕРН Кекелидзе В.Д.
Потребеников Ю.К.
02-0-1083-2009/2019 CMS. Компактный мюонный соленоид на LHC Зарубин А.В.
02-0-1085-2009/2019 Изучение структуры нуклонов и адронов в ЦЕРН Нагайцев А.П.
02-1-1086-2009/2020 Странность в адронной материи и исследование неупругих реакций вблизи кинематических границ Строковский Е.А.
Кокоулина Е.С.
Кривенков Д.О.
02-0-1065-2007/2019 Развитие экспериментальной базы ОИЯИ для получения интенсивных пучков тяжелых ионов и поляризованных ядер с целью поиска смешанной фазы ядерной материи и исследования поляризационных эффектов в области энергий до sqrt= 11 GeV Кекелидзе В.Д.
Сорин А.С.
02-0-1127-2016/2018 Перспективные разработки систем ускорителей и коллайдеров нового поколения для фундаментальных и прикладных целей Ширков Г.Д.
02-1-1097-2010/2018 Изучение поляризационных явлений и спиновых эффектов
на ускорительном комплексе Нуклотрон--М ОИЯИ
Коваленко А.Д.
02-1-1087-2009/2020 Исследования по физике релятивистских тяжелых и легких ионов на ускорительных комплексах Нуклотрон/NICA ОИЯИ и SPS ЦЕРН Малахов А.И.
02-0-1066-2007/2020 Исследование свойств ядерной материи и структуры частиц на коллайдере релятивистских ядер и поляризованных протонов Ледницки Р.
Панебратцев Ю.А.
02-1-1088-2009/2019 ALICE. Исследование взаимодействий пучков тяжелых ионов и протонов на LHC Водопьянов А.С.
02-1-1107-2011/2019 Разработка и создание прототипа комплекса для радиотерапии и прикладных исследований на пучках тяжелых ионов Нуклотрона-М Тютюнников С.И.

Ядерная физика (03)

03-0-1129-2017/2021 Развитие ускорительного комплекса и экспериментальных установок ЛЯР (DRIBs-III) Гульбекян Г.Г.
Дмитриев С.Н.
Иткис М.Г.
03-5-1130-2017/2021 Синтез и свойства сверхтяжелых элементов, структура ядер на границах нуклонной стабильности Иткис М.Г.
03-2-1100-2010/2018 Неускорительная нейтринная физика и астрофизика Бруданин В.Б.
Ковалик А.
Якушев Е.А.
03-2-1102-2010/2018 Совершенствование Фазотрона ЛЯП 
и разработка циклотронов для физических и прикладных исследований
Карамышева Г.А.
Яковенко С.Л.
03-4-1128-2017/2019 Исследования взаимодействия нейтронов с ядрами и свойств нейтрона Швецов В.Н.

Физика конденсированных сред, радиационные и радиобиологические исследования (04)

04-4-1121-2015/2020 Исследования конденсированного состояния вещества с использованием современных методов нейтронографии Козленко Д.П.
Аксёнов В.Л. 
Балагуров А.М.
04-4-1105-2011/2019 Развитие исследовательской ядерной установки ИБР-2 с комплексом криогенных замедлителей нейтронов Белушкин А.В. 
Виноградов А.В.
04-4-1122-2015/2020 Развитие экспериментальной базы для проведения исследований конденсированных сред на пучках ИЯУ ИБР-2 Куликов С.А. 
Приходько В.И.
04-4-1133-2018/2020 Современные тенденции и разработки в области Рамановской микроспектроскопии и фотолюминесценции для исследований конденсированных сред Арзуманян Г.М.
Кучерка Н.
04-5-1131-2017/2021 Радиационно-физические, радиохимические и нанотехнологические исследования на пучках ускоренных тяжелых ионов Дмитриев С.Н. 
Апель П.Ю.
04-9-1077-2015/2020 Исследования биологического действия тяжелых заряженных частиц различных энергий Красавин Е.А. 
Тимошенко Г.Н.
04-9-1112-2013/2019 Исследование космического вещества на Земле и в ближайшем космосе; исследование биологических и геохимических особенностей ранней Земли Красавин Е.А. 
Розанов А.Ю.
Швецов В.Н.
04-2-1132-2017/2019 Проведение медико-биологических и радиационно-генетических исследований с использованием различных типов ионизирующих излучений Мицын Г.В.
04-2-1126-2015/2020 Новые полупроводниковые детекторы для фундаментальных и прикладных исследований Шелков Г.А.

Сети, компьютинг, вычислительная физика (05)

05-6-1118-2014/2019 Информационно-вычислительная инфраструктура ОИЯИ Кореньков В.В.
05-6-1119-2014/2019 Методы, алгоритмы и программное обеспечение для моделирования физических систем, математической обработки и анализа экспериментальных данных Адам Г.
Зрелов П.В.
05-8-1037-2001/2019 Аналитические и методические разработки для определения перспектив научных исследований и сотрудничества по основным направлениям развития ОИЯИ. Организация международного сотрудничества Сорин А.С.

Образовательная программа (06)

06-0-1120-2014/2018 Организация, обеспечение и развитие образовательной программы ОИЯИ Матвеев В.А.
Пакуляк С.З.

 

 

JOINT INSTITUTE FOR NUCLEAR RESEARCH 

TOPICAL PLAN
FOR JINR RESEARCH 
AND INTERNATIONAL COOPERATION 
2018



Theoretical Physics (01)
Elementary Particle Physics and Relativistic Nuclear Physics (02)
Nuclear Physics (03)
Condensed Matter Physics, Radiation and Radiobiological Research (04)
Networking, Computing, Computational Physics (05)
Educational Programme (06)

Theoretical Physics (01)

 01-3-1113-2014/2018 Theory of Fundamental Interactions D.I. Kazakov 
O.V. Teryaev
A.B. Arbuzov
01-3-1114-2014/2018 Theory of Nuclear Structure and Nuclear Reactions V.V. Voronov
A.I. Vdovin
N.V. Antonenko
01-3-1115-2014/2018 Theory of Condensed Matter V.A. Osipov
A.M. Povolotskii
01-3-1116-2014/2018 Modern Mathematical Physics:
Strings and Gravity, Supersymmetry, Integrability
A.P. Isaev
A.S. Sorin
S.O. Krivonos
01-3-1117-2014/2018 Dubna International Advanced School of Theoretical Physics
(DIAS-TH)
A.S. Sorin
V.V. Voronov

Elementary Particle Physics and Relativistic Nuclear Physics (02)

02-2-1123-2015/2019 JINR's Participation at the BES-III Physics Research Program A.S. Zhemchugov
02-0-1081-2009/2019 ATLAS. 
Upgrade of the ATLAS Detector and Physics Research at the LHC
V.A. Bednyakov
02-2-1124-2015/2020 Search for New Physics in Experiments with High-Intensity Muon Beams V.V. Glagolev
02-2-1134-2018/2019 Experiment COMET at J-PARC Z. Tsamalaidze
02-2-1099-2010/2018 Study of Neutrino Oscillations D.V. Naumov
A.G. Olshevskiy
02-0-1108-2011/2019 Experiment PANDA at FAIR G.D. Alexeev
02-2-1125-2015/2020 Astrophysical Studies in the Experiment TAIGA L.G. Tkatchev
02-1-1106-2011/2019 Investigations of Compressed Baryonic Matter at the GSI Accelerator Complex V.P. Ladygin
V.V. Ivanov
02-1-1096-2010/2019 Study of Rare Charged Kaon Decays and Search for Dark Sector
in Experiments at the CERN SPS
V.D. Kekelidze
Yu.K. Potrebenikov
02-0-1083-2009/2019 CMS. Compact Muon Solenoid at the LHC A.V. Zarubin
02-0-1085-2009/2019 Studies of the Nucleon and Hadron Structure at CERN A.P. Nagaytsev
02-1-1086-2009/2020 Strangeness in Hadronic Matter and Study of Inelastic Reactions Near Kinematical Borders E.A. Strokovsky
E.S. Kokoulina
D.O. Krivenkov
02-0-1065-2007/2019 Development of the JINR Basic Facility for Generation of Intense Heavy Ion and Polarized Nuclear Beams Aimed at Searching for the Mixed Phase of Nuclear Matter and Investigation of Polarization Phenomena at the Collision Energies up to  sqrt= 11 GeV V.D. Kekelidze
A.S. Sorin
02-0-1127-2016/2018 Advanced Studies on Systems of New-Generation
Accelerators and Colliders for Fundamental
and Applied Research
G.D. Shirkov
02-1-1097-2010/2018 Study of Polarization Phenomena and Spin Effects
at the JINR Nuclotron-M Facility
A.D. Kovalenko
02-1-1087-2009/2020 Research on Relativistic Heavy and Light Ion Physics. Experiments at the Accelerator Complex Nuclotron/NICA at JINR and CERN SPS A.I. Malakhov
02-0-1066-2007/2020 Investigation of the Properties of Nuclear Matter and Particle Structure at the Collider of Relativistic Nuclei and Polarized Protons R. Lednicky
Yu.A. Panebratsev
02-1-1088-2009/2019 ALICE. Study of Interactions of Heavy Ion and Proton Beams
at the LHC
A.S. Vodopyanov
02-1-1107-2011/2019 Development and Construction of the Prototype of a Complex for Radiotherapy and Applied Research with Heavy-Ion Beams at the Nuclotron-M S.I. Tyutyunnikov

Nuclear Physics (03)

03-0-1129-2017/2021 Development of the FLNR Accelerator Complex 
and Experimental Setups (DRIBS-III)
G.G. Gulbekyan
S.N. Dmitriev
M.G. Itkis
03-5-1130-2017/2021 Synthesis and Properties of Superheavy Elements, 
Structure of Nuclei at the Limits of Nucleon Stability
M.G. Itkis
03-2-1100-2010/2018 Non-Accelerator Neutrino Physics and Astrophysics V.B. Brudanin
A. Kovalik
E.A. Yakushev
03-2-1102-2010/2018 Improvement of the JINR Phasotron and Design of Cyclotrons for Fundamental and Applied Research G.A. Karamysheva 
S.L. Yakovenko
03-4-1128-2017/2019 Investigations of Neutron Nuclear Interactions 
and Properties of the Neutron
V.N. Shvetsov

Condensed Matter Physics, Radiation and Radiobiological Research (04)

04-4-1121-2015/2020 Investigations of Condensed Matter 
by Modern Neutron Scattering Methods
D.P. Kozlenko 
V.L. Aksenov 
A.M. Balagurov
04-4-1105-2011/2019 Development of the IBR-2 Facility with a Complex of Cryogenic Neutron Moderators A.V. Belushkin
A.V. Vinogradov
04-4-1122-2015/2020 Development of Experimental Facilities for Condensed Matter Investigations with Beams of the IBR-2 Facility S.A. Kulikov
V.I. Prikhodko
04-4-1133-2018/2020 Modern Trends and Developments in Raman Microspectroscopy and Photoluminescence for Condensed Matter Studies G.M. Arzumanyan
N. Kucerka
04-5-1131-2017/2021 Radiation Physics, Radiochemistry, and Nanotechnology Investigations Using Beams of Accelerated Heavy Ions S.N. Dmitriev
P.Yu. Apel
04-9-1077-2015/2020 Research on the Biological Effect of Heavy Charged Particles 
with Different Energies
E.A. Krasavin
G.N. Timoshenko
04-9-1112-2013/2019 Research on Cosmic Matter on the Earth and in Nearby Space;
Research on the Biological and Geochemical Specifics 
of the Early Earth
E.A. Krasavin
A.Yu. Rozanov 
V.N. Shvetsov
04-2-1132-2017/2019 Biomedical and Radiation-Genetic Studies Using Different Types of Ionizing Radiation G.V. Mitsyn
04-2-1126-2015/2020 Novel Semiconductor Detectors for Fundamental and Applied Research G.A. Shelkov

Networking, Computing, Computational Physics (05)

05-6-1118-2014/2019 Information and Computing Infrastructure of JINR V.V. Korenkov
05-6-1119-2014/2019 Methods, Algorithms and Software for Modeling Physical Systems, Mathematical Processing and Analysis of Experimental Data Gh. Adam
P.V. Zrelov
05-8-1037-2001/2019 Analytical and Methodological Work to Assess the Prospects
of Scientific Research and Cooperation in the Main Directions 
of JINR's Development.
Organization of International Cooperation
A.S. Sorin

Educational Programme (06)

06-0-1120-2014/2018 Organization, Support and Development 
of the JINR Educational Programme
V.A. Matveev
S.Z. Pakuliak