原子力プラントの核特性研究を実施する。原子炉内での核分裂分布を理解するために、中性子に対する核データ、輸送方程式の解法、炉物理実験、さらに計算法の 検証（Ｖ＆Ｖ）、不確かさ評価（ＵＱ）等の研究を行う。安全性に係る炉物理研究により、安全性をより向上させた原子力プラントの構築に寄与する。

原子炉の安全性に関連する熱水力現象を明らかにするとともに、安全評価や熱流体シミュレーション手法の高精度化を図り、二相流応用技術の開発を進める。信頼性の高いプラントシステムや最適なアクシデント・マネージメントの確立を目指し、安全評価と事故の防止・緩和対策に関する研究を進める。

核燃料サイクルで用いられる燃料および材料の材料科学的研究や放射性廃棄物の処分処理に関する研究を実施する。様々な原子力システムの燃料、材料および放射 性廃棄物の諸特性それらの機構論的な議論を通して、通常時や事故時の挙動の予測手法の開発を目指す。そのような研究を通じて、より安全で経済的な核燃料サイクルの構築に寄与する。

原子力プラントの安全性向上・環境負荷軽減を進展させるため、「ふげん」等の廃止措置に関する研究やそこで得られる知見等の体系化、地震や津波による構造システムへの影響解析等、システム設計に生かす研究を行う。

原子力の防災・危機管理を進展させ、新たな防災・危機管理技術を開発するため、事故の防止・緩和対策や、災害に強い原子力システムの開発、事故対応策の立案、防災対策の最適化、適切かつ迅速な放射線防護対策、被爆管理の適正化に関する研究を行う。