核技术应用研究中心自成立以来，立足于国家在公共安全、医疗卫生、高端制造等行业对于射线探测、射线成像等方面的应用需求和高能所的技术优势，确定核医学成像、精密检测与安全检查为主要学科方向，开展探测器技术、高速多通道电子学技术、高速数据传输技术、图像重建及软件技术、特异性核素探针技术等重点领域的研究，形成了核探测技术、辐射安全技术、电子学技术、算法与软件工程、X射线成像技术、分子探针、分子影像、加速器技术和辐照工艺及环境相关技术等学术方向。
中心紧密围绕上述重点研究方向和重点研究领域开展核技术应用领域的前沿技术研究和应用基础研究，取得了一系列技术成果，主要包括：核成像探测器、电子学、算法软件等方面的关键技术；新型固体探测器、X射线线阵列探测器、X射线成像平板探测器、DOI探测器等射线成像核心部件；动物PET/CT、动物SPECT/CT，乳腺专用PET、乳腺专用CT、人体全身PET系统等分子影像设备；系列辐射成像探测系统及高精度工业CT系统等精密检测设备。在此基础上，推进设备产业化进程，建立核成像、核探测产业化中试基地，完成多条生产线建设，实现了多型号产品开发及多台销售。中心注重提升系统集成能力，加强产学研合作，推进成果转化，开发了若干性能先进、具有市场竞争力的国产化设备，在多个应用领域取得很好的应用效果。
中心先后承担多项国家自然科学基金项目、国家重大科学仪器设备开发专项、国家数字诊疗专项、国家重大科研仪器设备研制专项等，承担的省部级科研项目主要为中科院装备研制项目、中科院共性关键技术团队项目、中科院重点部署项目、中科院核心关键技术攻关项目等。通过技术开发、技术服务、技术转让等形式与其他科研机构、企业开展合作，进行应用仪器设备开发和检测测试服务等。
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