核科学技术与工程方向聚焦核反应堆的中子输运、辐照材料、抗辐照核电子学、高能量密度物理等研究，服务国家需求。

核反应堆物理与中子输运（Reactor Physics and Neutron Transport）

主要成员：张少泓、张乾

该方向主要通过中子与物质相互作用基础规律的研究，来获得核裂变反应堆或其他核装置宏观的物理特性以及这些特性随时间的演化规律，从而为核反应堆或其他核装置的设计、运行支持等提供理论和设计工具的支撑。该方向是核能科学与工程学科具有十分重要基础性地位的方向。

核燃料与材料（Nuclear Fuels and Materials）

主要成员：刘翔

核燃料与材料主要研究核能系统在运行过程中面临的各种材料问题，包括燃料的肿胀和裂变气体释放、燃料与包壳的相互作用、包壳材料力学性能、以及高通量快中子辐照对材料的辐照损伤等。依靠现代材料科学的手段，如扫描透射电子显微镜（STEM）、三维原子探针（3DAP）、各种原位测试实验等，加深对核能系统中材料的微观组织结构及力学性能演化的理解，推动先进燃料和耐辐照材料的研发。

核探测与核电子学（Radiation Detection and Electronics）

主要成员：陈海、肖朦、朱宏博

瞄准前沿辐射探测器技术及相关核电子学技术，研制高位置分辨率、高计数率，且具备抗强辐照特性的新型粒子探测器，支撑高能物理实验、天体物理实验等前沿科学研究，拓展应用于医疗成像、国防安全、核设施监控与维护等重要领域。

高能量密度物理（High Energy Density Physics）

主要成员：陈海、矫金龙、王凯、杨李林

激光惯性约束聚变作为和平利用聚变能的另一种技术路线，是中美俄等大国的重点方向。该装置设计以激光/粒子束压缩氘氚靶球达到聚变条件。物理过程涉及高强度激光或X射线与物质相互作用产生等离子体过程。另外，该方向理论的发展对国防研究和理解部分天体物理过程也有重要影响。