Η παραγωγή ενέργειας από την πυρηνική σύντηξη, την πηγή ενέργειας του ήλιου και των αστεριών, είναι μια από τις σημαντικότερες επιστημονικές προκλήσεις που θα προσφέρει στην ανθρωπότητα μια βιώσιμη, ασφαλή, σχεδόν αστείρευτη και καθαρή πηγή ενέργειας. Η ερευνητική ομάδα της σύντηξης  εργάζεται για αυτό το σκοπό στα πλαίσια του Ευρωπαϊκού Προγράμματος για την Ανάπτυξη της Σύντηξης EUROfusion,το οποίο χρηματοδοτείται από το πρόγραμμα EURATOM της Ευρωπαϊκής Επιτροπής. Οι ερευνητικές δραστηριότες της ομάδας επικεντρώνονται στην τεχνολογία σύντηξης που αφορά τα πειράματα JET και ITER, τα υλικά σύντηξης, τα συστήματα σε επαφή με το πλάσμα καθώς και την κατανόηση των φυσικών διεργασιών που προκαλούν βλάβες από ακτινοβολία και πως αυτές επηρεάζουν τις ιδιότητες των υλικών. Επιπλέον, η ομάδα συντονίζει το ερευνητικό πρόγραμμα τεχνολογίας σύντηξης του ΕΚΕΦΕ “Δημόκριτος”.

Η τεχνολογία σχάσης εισέρχεται σε μια νέα εποχή στην οποία οι αντιδραστήρες νέας γενιάς θα επαναπροσδιορίσουν τον ρόλο της πυρηνικής ενέργειας παγκοσμίως. Οι μελλοντικοί πυρηνικοί αντιδραστήρες σχάσης προηγμένης σχεδίασης, μειωμένου κόστους κατασκευής και λειτουργίας, μειωμένης περιβαλλοντικής επίπτωσης και με δυνατότητα λειτουργίας σε συνέργεια με τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, θα παρέχουν ηλεκτρική ενέργεια στο δίκτυο χωρίς εκπομπές άνθρακα και με προβλέψιμο κόστος. Η  ερευνητική ομάδα υπολογιστικής πυρηνικής τεχνολογίας συμμετέχει σε αυτήν την προσπάθεια πραγματοποιώντας μοντελοποίηση και προσομοιώσεις για την ανάπτυξη νέων και προηγμένων σχεδίων πυρηνικών αντιδραστήρων, καθώς και για τη βελτίωση της χρήσης και της ασφάλειας των υπαρχόντων ερευνητικών αντιδραστήρων.

Η ασφαλής διαχείριση, αποθήκευση και διάθεση των ραδιενεργών καταλοίπων που προκύπτουν από την λειτουργία και την αποξήλωση πυρηνικών εγκαταστάσεων έχει ύψιστη σημασία για την προστασία του πληθυσμού και του περιβάλλοντος. Το Εργαστήριο Διαχείρισης Ραδιενεργών Καταλοίπων & Υλικών αποτελεί τη μοναδική υποδομή στην Ελλάδα με εξειδίκευση στον τομέα της διαχείρισης των ραδιενεργών καταλοίπων καθώς επίσης και των μη χρήσιμων θωρακισμένων ραδιενεργών πηγών και συσκευών. Επιπλέον, παρέχει υπηρεσίες τεχνογνωσίας για τον ραδιολογικό χαρακτηρισμό καταλοίπων και εγκαταστάσεων καθώς και για τον παροπλισμό πυρηνικών υποδομών.