同位素与辐射技术，这一借助核与加速器产生的粒子和射线，与物质产生交互作用从而进行物质研究和改造的技术，构成了核技术的核心要素，并跻身当代尖端科技之列。其应用广泛，深入到国民经济的各个角落，尤其在医学、农学、脉冲功率以及核测试分析等领域，放射性同位素的应用更是大放异彩。
随着全球放射性同位素制备用反应堆逐渐接近寿命终点，以及对核不扩散问题的日益关注，国际原子能机构（IAEA）和经济合作与发展组织（OECD）都在聚焦高浓铀生产裂变产物钼-99的替代技术。这些技术包括低浓铀直接堆照生产和加速器制造等。目前，荷兰、德国、澳大利亚、比利时、韩国和加拿大等国家都在这一领域展开研究。美国为满足航天用同位素电池的需求，已启动钚-238生产恢复项目，计划年产5公斤。
近年来，锝标记药物研究备受瞩目，涌现出众多基于锝配合物的新型药物。然而，这些药物在实际应用中面临螯合基团过大、中心金属原子价态易氧化及标记物稳定性不佳等问题。因此，研发新型锝配合物、设计新配体以及探索新标记手段和方法，成为寻找性能更优药物分子的关键。
在核素治疗领域，国际上开始尝试使用发射α射线的核素，如美国食品药品监督管理局（FDA）已批准223Ra用于晚期前列腺癌治疗。同时，正电子放射性药品方面也取得了进展，FDA批准了三种用于诊断阿尔茨海默病（AD）的氟-18药品，其中18F-AV45效果显著，反映出中枢神经系统（CNS）退行性疾病已成为研究热点。
辐射加工，这一利用γ射线或加速器产生的电子束、X射线来改善被加工物体品质或性能的技术，已在发达国家演变为新兴高科技产业。它在工业、农业、医疗卫生、食品、环保等多个领域大放异彩，带来显著的经济效益和社会效益。全球范围内，辐射技术产业化规模已达数千亿美元，美国更是以6000亿美元的规模领跑全球，占其国民经济总值的3~4%。日本则致力于通过辐射加工优化产业结构、提高资源利用效率及保护环境。
近期，国外核技术应用产业发展概况概览：
1世纪以来，核医学显像技术取得了显著进展，迎来了分子功能影像的时代。多模式影像技术的出现，使得核医学显像更加精准和高效。GE公司的Hawkeye等SPECT/CT设备的广泛应用，以及西门子和飞利浦等公司的相继加入，推动了技术的进一步发展。随着CT配置的升级，从早期的X线球管到现在的4-16排诊断级CT，核医学影像的质量得到了显著提升。
新的显像剂研究也为核医学带来了新的突破。除了常规的单光子放射性药物和18F-FDG外，放射性核素标记的奥曲肽、RGD整合素受体显像剂、雌激素受体显像剂以及乏氧显像剂等均已成功应用于临床，为疾病的诊断和鉴别诊断提供了更多手段。同时，PET/CT-MR复合型机型的推出，更是将核医学显像技术推向了新的高度。
核农学在国外已有着深厚的历史底蕴，如今已发展成为一门在全球范围内广泛应用的成熟技术。全球范围内，已有超过100个国家借助该技术对粮食作物、经济作物以及花卉苗木等进行改良。联合国粮农署与国际原子能机构携手合作，共同推动核与生物技术的研发，以保障世界粮食的持续稳定增长。据统计，这些技术的应用已成功培育出3218种突变作物品种。
农产品辐照加工亦呈现出迅猛的发展势头。目前，全球已有42个国家批准了对538种农产品的辐照加工，年辐照农产品总量已接近50万吨。在FAO、IAEA和WHO三大国际组织的积极推动下，辐照农产品和食品正逐步走向商业化，农产品辐照技术也在加速向工业领域转移。
此外，农业核素示踪技术在农业生态环境保护及农产品原产地溯源方面也发挥着重要作用。在病虫害防治方面，昆虫辐射不育技术已在全球超过2/3的国家得到应用，涵盖200多种害虫的研究与防治工作。
脉冲功率技术，这一基于电气科学的新兴领域，致力于高功率电脉冲的产生与应用研究。它已渗透至国防（如核武器、电磁轨道炮等高精尖领域）、聚变能源、材料科学、环保、医疗及生物等多个领域。如今，这门技术不仅涵盖了粒子加速器、等离子体物理等众多学科，更成为当代高科技领域的基础之一，展现出无比广阔的发展与应用前景。特别是在五个核大国，脉冲功率技术更被赋予了重要的战略意义。
2010年，美国成功进行了双轴X光照相流体动力学试验，这一试验对核武器研究具有重要意义，展现了脉冲功率技术在国防领域的应用潜力。2012年末，美国波音公司公布了CHAMP项目，这是一种将微波炮与巡航导弹集成的新型电磁脉冲导弹。该项目首次攻克了脉冲功率装置小型化、HPM天线设计等多项关键技术，为导弹的自防护提供了新的解决方案，预示着重要的应用前景。
当前，全球范围内谱仪装置数量已超过400台，中子散射技术正朝着探测速度更快、空间分辨力更高以及能量范围更广的方向迅猛发展。美国MaRIE项目便提出利用中子散射技术为微米尺度的先进材料研究提供支持。欧盟也于2013年启动了一项为期5年、价值1600万欧元的计划，专注于培养原子尺度先进材料科学家，其中中子散射和μ介子光谱两大技术成为核心。
中子成像技术在军事、工业制造及核能材料等多个领域发挥着重要作用，其发展呈现出向小尺度样品高空间分辨与大尺度样品强穿透能力两极分化的趋势。瑞士PSI、德国HZB等机构已将低能中子分辨率提升至约10微米，利用高能与裂变中子进行大尺度样品检测。同时，通过晶体单色器和斩波器的应用，实现了冷中子Bragg限成像、eV能区共振成像以及MeV能区元素成分的精确共振测量。美国爱达荷国家实验室还尝试了放射性元件的间接层析成像，并发展了极化中子成像和全息中子成像等技术。
此外，核设施退役过程中的检测分析技术也至关重要。这一技术能够评估核设施的安全性，确保退役过程的顺利进行。当前，国际上正积极探索利用成熟技术开发联合测量设备与方法。在现场检测领域，法国原子能委员会（CEA）已开发出集γ成像、γ剂量率探测与γ谱仪分析于一体的组合技术。英国研究人员于2011年则创新出能同时探测α、β、γ粒子的组合式探测技术，为核设施退役提供了新的解决方案。此外，桶装废物非破坏测量技术、管道内表面α活度监测技术、长距离α测量（LRAD）技术以及乏燃料破损检测技术等也已在核设施退役中发挥着日益重要的作用。
实验室分析方面，国外科研机构已研发出核设施退役样品的前处理技术和注入技术，以支持ICP-MS对Th、U、Pu同位素的分析需求。同时，为满足堆退役废物管理和加速器生物屏蔽层退役的要求，丹麦里瑟国家实验室及瑞士Schuman等机构分别建立了针对混凝土、石墨、铝、铅、钢材中多种核素的分析方法。
在放射性核素的分离分析技术领域，美国国家核取证溯源中心（NTNFC）处于全球领先地位。该中心能快速分离分析痕量核材料锕系及易裂变核素，其分析精度高达10-5，低丰度同位素分析精度亦优于0.1%，氧同位素分析精度更是达到了0.01%。美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室（LLNL）则研发了加速器质谱及激光共振电离质谱等先进设备，分析灵敏度已提升至108原子水平，实现了对天然铀中236U、63Ni中63Cu以及Pu的高灵敏度探测。此外，该实验室还建立了10-12钚的热表面电离同位素质谱分析技术，其相对标准偏差和与标称值偏差均控制在较低水平。
近期，在分离功能材料与放化快速分析方法方面也取得了显著进展。据国外研究报道，一种新型的有机金属框架结构放化分离材料，其比表面积高达6240m2/g，显示出在惰性气体裂片核素分离方面的巨大潜力。
