Предыстория ядерной медицины началась в 1895 году, когда Вильгельм Рёнтген открыл таинственные тогда Х-лучи. Сегодня невозможно представить медицину без такого метода диагностики.
Через несколько лет французские учёные Анри Данло и Эжен Блок попытались использовать радиоактивность для лечения туберкулёза кожи. Они применили радий. Затем последовали многочисленные опыты лечения опухолей и болей при помощи различных элементов и их изотопов, но долгое время исследователи действовали наудачу.
Потребовалось много лет, пока в 1960-80-е гг. физики и врачи (в основном, в США) не разработали методы радиоизотопной диагностики и лучевой терапии, массово применяющиеся сегодня в онкологии, кардиологии и неврологии.
В выявлении и лечении злокачественных опухолей радиация имеет особое значение. Наиболее распространённый метод диагностики — ПЭТ-сканирование (при помощи позитронно-эмиссионного томографа). Появление ПЭТ-сканирования вдвое улучшило прогноз для пациентов с опухолями. В России таких приборов — 54; а также 282 ОФЭКТ-сканера.
В России выполняется около 500 тысяч процедур радионуклидной диагностики в год, в основном пациентам с онкологическими и сердечно-сосудистыми заболеваниями.
Так же адресно и малоинвазивно (или совсем не инвазивно) можно выявленную опухоль излечить. Кибер-нож (небольшой ускоритель частиц) способен направить радиоактивное облучение так, чтобы раковые клетки погибли, а здоровые не пострадали. Сегодня это самый щадящий и технологичный способ лечения рака. В России «кибер-ножей» — девять.
В радиодиагностике и лучевой терапии используется около двухсот радиофармпрепаратов с изотопами молибден-99, технеций-99, йод-125, кобальт-60… «Росатом» — лидер производства радиоизотопов. Реакторы и ускорители корпорации в Обнинске, Димитровграде, Озерске и Заречном производят сырьевые изотопы для экспорта в США, Китай и другие страны (15% мирового экспорта).
«Росатом» сокращает дистанцию между зарубежной и отечественной ядерной медициной: поставляет российским центрам ядерной медицины и клиникам радиологическое оборудование и радиофармпрепараты. Компания «Изотоп» производит генераторы технеция, микроисточники излучения йода-125 для малоинвазивного лечения рака простаты (брахитерапия), а также офтальмоаппликаторы на основе рутения-106 для лечения глазных опухолей.
Научные организации Росатома — Институт реакторных материалов (ИРМ) и НИИ технической физики и автоматики (НИИТФА) в партнерстве с компанией «Вектор» в 2018 году начали работать над созданием российского гамма-ножа — сверхточного прибора на радиоизотопе кобальт-60.
Особое направление — радиационная стерилизация медицинских предметов, применяемая для 50% медицинских изделий одноразового использования. Особенно актуальна радиационная стерилизация в период пандемии COVID-19.