本方向主要招收核工程技术、物理、计算机、应用数学专业的学生。
除学习掌握核技术及应用专业的共同基础课程外，还将主要学习与辐射物理、核分析技术等应用有关的基础和专门知识，并鼓励选修医学和计算机专业的研究生和本科课程。本方向涉及的主要研究内容有：医学物理，包含放射治疗物理、剂量学理论和测量方法、辐射成像技术、医学图形图像处理技术；带电粒子束探针新技术，包括电子探针新原理探索、新方法研究和离子束分析技术；放射治疗和医学成像技术的开发和产业化。本方向主要招收物理、化学专业的学生。除了学习掌握核技术及应用专业的共同基础课程外，还将学习与金属、无机、有机、生物等材料相关的基础和专业知识，及相关的选修课程，培养材料及相关领域的硕、博士研究生。本方向主要研究用荷能束技术（离子束、电子束）进行金属与合金、无机、有机以及生物材料等各类功能材料的改性和其薄膜制备研究。主要内容有：材料表面改性研究、材料热处理、材料辐照效应研究等。目前涉及的主要研究工作有：
1. 光学及增韧薄膜的制备研究；2.氧化物单晶内纳米颗粒形成规律研究；3.热强钢材料表面改性研究。
4、高分子材料的改性。本方向主要招收化学和生物专业学生。除学习掌握核技术及应用专业的共同基础课程外，还将主要学习与同位素技术有关的基础和专门知识，并鼓励选修化学、生物专业的研究生和本科课程。本方向毕业生应具有核技术及应用、特别是同位素研究及应用领域坚实的基础理论、专业知识和实验技能，具有独立从事科学研究和技术开发的能力。本方向目前涉及的主要研究工作有：
1. 加速器同位素的研制与应用；2. 211At等放射性治疗药物的标记方法及应用基础研究；3. 新型放射性药物与标记化合物；4. 同位素示踪在生命科学中的研究与应用 本方向主要招收计算机、电子信息和自动控制、核技术、物理等专业的学生。本专业方向主要涉及射线探测技术、数据获取和信息处理技术、核技术应用及工业过程自动化、分布与综合测控系统、计算机辅助测试（CAT）系统、虚拟仪器（VI）、ATE测试平台、基于DSP、ISP 的总线仪器、智能板卡、高速接口的软硬件设计和相关控制算法等方面的研究内容。
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