최고수준의 원자력안전기술 역량 확보를 바탕으로 지속가능한 미래원자력기술 및 환경친화적 핵연료주기기술 개발을 통하여 안정적 에너지 공급을 위한 원자력핵심기술을 지속적으로 개발하고 있으며, 방사선 신산업 창출을 위한 핵심기술 개발 및 기존 방사선치료 한계를 극복하기 위한 기술개발을 추진하였다. 원자력연구개발사업은 원자력안전연구 인프라를 토대로 최고 수준의 원자력안전기술 역량 확보, 핵비확산성･경제성･안전성･지속가능성이 향상된 제4세대 원자력시스템 핵심기술 확보, 원자력 지속 가능한 발전을 위하여 핵비확산성 및 국제 경쟁력을 확보한 환경 친화적 핵연료 주기 핵심기술 개발, 선진 원자력기술 개발에 기반이 되는 핵심 원천기술과 원자력분야의 기술선점 효과가 큰 기반기술 적기 확보, 방사선핵심기술을 조기에 확보하여 국가 과학기술발전을 촉진하며 국민 건강증진 및 국가 산업경쟁력 강화 등을 통하여 선도형 기술개발을 통한 원자력･방사선 기술강국 위상 강화를 목표로 추진되고 있으며, 분야별 연구개발 성과는 다음과 같다.
어떤 사업에서 제4세대 원자력시스템 핵심기술 획득을 위해 안전연구 인프라를 이용하지
원자력연구개발사업