O desenvolvimento de novos radiofármacos para uso em diagnóstico e terapia em Medicina Nuclear é uma vocação deste grupo de pesquisa do IPEN. Iniciada na década de 60, a pesquisa nesta área encontra-se atualmente direcionada para produção de radionuclídeos em cíclotron e desenvolvimento de moléculas radiomarcadas com diferentes radionuclídeos, com potencial para aplicação no diagnóstico de tumores e outras patologias ou disfunções do organismo por meio das técnicas de SPECT (tomografia por emissão de fóton único) e PET (tomografia por emissão de pósitrons) em Medicina Nuclear. Também é crescente o interesse pelo desenvolvimento de radiofármacos para aplicação na terapia de tumores específicos. Tais radiofármacos são direcionados para as células tumorais, minimizando a irradiação de órgãos não alvo, com mínimos efeitos colaterais.