核技術及應用專業主要依托于北京大學重離子物理研究所，該所經國家教委批準，成立于1983年。我國著名物理學家虞福春教授任第伊人所長。原北京大學校長、前任國家自然科學基金委主任的陳佳洱院士任研究所名譽所長，現任所長為郭之虞教授。目前研究所總面積5000余平方米，固定資產總值5000余萬元，固定研究人員約50人，其中教授13人，副教授15人。
主要研究方向：
目前研究所在核技術及應用專業方面有三個研究方向：
1.加速器物理與技術
主要包括加速器質譜技術與應用、射頻超導加速技術與自由電子激光、強流質子與重離子RFQ加速技術以及加速器基礎技術研究等。
2.輻射物理與技術
主要包括射線束與材料相互作用及材料改性、輻射生物物理、中子探測技術與中子輻射應用等。
3.核醫學物理與醫學影像學
主要包括核磁共振成像物理和技術，核醫學成像及醫學圖像的分析處理以及放療物理和技術等。
主要科研項目與成果：
在核技術及應用方面承擔了一批國家重大、重點項目并取得了多項重要成果。主要項目有“國家863項目”電子超導加速器技術研究“;國家973項目”加速器驅動潔凈核能系統： RFQ結構與工藝“和”基于超導加速器的SASE自由電子激光“;國家攻關項目”夏商周斷代工程： AMS改造與14C測年研究“和”中華文明探源工程預研究“;國家自然科學基金重大項目”現代核分析技術及其在環境科學中的應用“，”低能離子與生物體系的相互作用“和”DUV-FEL光陰極及激光系統“。還有一批國家自然科學基金重點項目、面上項目和國防科技項目等。
經過多年努力，核技術及應用專業取得了一大批重要成果并獲得過多項獎勵，主要有：國家科技進步獎二等獎“國產射頻超導加速腔的研制”和“中國軍用測試核數據庫(第一版)”;教育部科技進步獎一等獎“加速器質譜計的建立及14C測年和示蹤研究”;教育部科技進步獎二等獎“238U中子數據評價”和 “4.5MV單級靜電加速器”;北京市科學技術獎二等獎“核科學數據信息化管理與網上共享系統的研究”、國防科工委科技進步獎二等獎“中國核武器測試用激發函數評價和建庫”等。
大型科研設備：
1.2×6MV串列靜電加速器
這套裝置是在由英國牛津大學轉讓來的EN型加速器主體的基礎上不斷完善起來的。建立在這臺加速器上的加速器質譜系統已達到國際先進水平。另外，利用這臺加速器開展了離子束分析、重離子輻照等研究工作。
2.4.5MV靜電加速器
這是一臺自行設計建造的國內端電壓最高的單極靜電加速器。利用這臺設備開展了中子物理實驗研究、荷電離子核反應分析實驗研究、離子注入活細胞等工作。
3.2×1.7MV串列靜電加速器
在引進的NEC產品的基礎上，開展了離子束分析、高能離子注入、團簇離子與材料相互作用研究等工作，是國內同類設備中運行狀況最好、開展工作最全的。
4.1MV RFQ正負離子加速裝置
這是一臺可同時加速正負離子的強流脈沖重離子加速裝置。目前O+離子的流強可700mA、O-離子的流強可達1300mA，脈寬為1ms.
5.射頻超導注入器
自行設計研制的光陰極射頻超導注入器是我國第一臺射頻超導加速裝置，可將電子束加速到1MV并獲得較大流強。其DC-SC結構受到國際同行的普遍關注，被認為是最有發展前途的三種高亮度注入器之一。
6.磁控濺射/蒸發團簇實驗裝置
集磁控濺射、液氮冷凝、電子束蒸發于一體的團簇實驗裝置。利用這臺裝置可開展金屬、半導體等團簇膜及具有特殊功能的光學、磁學嵌埋團簇膜的制備與研究。