核分析技术及应用 研究离子、光子、正电子与物质原子或原子核相互作用，发展离子束分析及核效应分析技术（包括各种弹性散射技术、沟道技术、核微探针技术等），开拓物质成分和结构分析新方法。研究核分析技术在功能薄膜材料、生物医学和环境科学中的应用。
离子束材料物理: 研究离子注入与材料改性、离子束辐照效应中的基本理论和应用。基本理论有碰撞散射、能量淀积、溅射、辐照损伤等；应用包括半导体集成电路、表面摩擦磨损、离子束冶金、核能材料损伤模拟等。
离子束生物物理： 应用离子束分析技术研究生物体中一些重要元素的含量、分布和结构，从而来阐明它们的生物学效应和功能；离子束和生物体相互作用的物理过程和生物效应研究。
低剂量辐照效应： 研究低剂量甚至单个粒子辐照下，细胞或组织的辐照损伤及生物学效应与辐照计量的关系；微米离子束刻蚀技术的研究及应用。 | 