1、辐射物理与医学物理 
      主要开展：
1）辐射、带电粒子的输运理论研究和分子动力学模拟
2）放射治疗物理和射线成像技术的研究与开发
3）辐射物理有关的基础问题的研究
特点：发展了自己的理论体系，并应用于人类健康（放射治疗）、国防（ICF、储氚材料）及有关基础研究（MCF等）中。该研究方向是我们开展较早、在国内外有较好影响的研究方向。

2、固体辐照效应与材料改性  
      主要开展：
1）功能晶体、薄膜及陶瓷材料的粒子束、g(X)射线及强激光辐照效应
2）固体材料、固体器件的抗辐射加固技术及应用
3）团簇结构、性质、形成、注入及与物质相互作用研究
4）离子束、电子束进行材料改性的研究，新型沉积技术以及功能薄膜的制备研究
特点：紧密结合我国惯性约束（ICF）和磁约束（如ITER）核聚变开展工作（惯性约束聚变能源用YAG基激光透明陶瓷、等离子体与第一壁相互作用、与ICF相关的团簇源等），其中团簇物理、固体辐照效应、离子束及电子束进行材料改性的研究是开展较早、有较好影响的工作。

 3、核监测与控制技术
      主要开展：
1）X 射线、γ射线和中子的探测、数据获取和信息处理、成像技术研究
2）基于核技术的工业过程控制的新方法研究
3）虚拟仪器平台的设计与开发
特点：紧密结合国家大科学工程、军工、国家安全等任务，开发了一批先进核仪器。

4、同位素及辐射生物技术
      主要开展：
1）加速器同位素及其放射源的研制与应用;
2）新型肿瘤诊断与靶向治疗药物的设计、合成与生物学评价；
3）新型功能材料及其核素分离研究；
4）核废物的处理、处置及分析方法研究
特点：主要集中开展与生命科学、环境保护相关的研究工作。