核工程分支

反应堆物理和辐射输运

核工程师分析发生在核内部和外部的复杂物理和辐射传输现象核反应堆．他们与来自其他领域的工程师和科学家密切合作，模拟复杂的现象，如传热、流体流动、化学反应和材料反应。建模和仿真在这一领域起着主导作用。

反应堆热水力学与传热

裂变所释放的能量由反应堆冷却剂带出反应堆堆芯，用来产生蒸汽来转动反应堆涡轮并生成电．核工程师和机械工程师一起确定传热以及反应堆内的冷却剂流动，通常使用复杂的模拟代码来模拟核和热水力现象的结合。

核心设计

给定特定电厂的规范，核心设计师使用建模和仿真工具来达到满足性能规范和监管的最佳设计标准．

安全分析

这一领域包括确定性安全分析和概率安全分析(后者也称为概率风险)评估，或PRAs)。确定性安全分析评估反应堆装置对正常运行条件、预期异常运行条件和假定事故情况的响应。分析涉及复杂现象的建模，包括中子运输、热液压、传热、结构分析、辐射对材料性能的影响。在大型计算机上进行这些模拟需要先进的建模和仿真工具。

PRAs通过估计事件发生的概率，然后估计事件的可能后果，来估计与各种事故场景相关的风险。通常，通过构造“事件树”和“故障树”来执行PRAs，“事件树”遵循从某个假定的初始事件发展而来的事故，而“故障树”则从假定的故障向后工作，以确定故障发生的概率。自2011年福岛核事故、重强调安全性分析，包括确定性和概率分析。

燃料管理

燃料管理包括在整个反应堆生命周期和更长时间内指定、采购和管理燃料。这也被称为“堆芯跟随”，涉及在换料阶段新燃料和旧燃料在反应堆中的最佳位置(“洗牌”)。

海军核动力推进

用于潜艇和水面舰艇的反应堆与商业反应堆类似压水反应堆除了它们更小、更坚固，以承受鱼雷或深水炸弹等战斗条件，或从航母甲板上弹射喷气机等极端载荷。核工程师在为海军工作时执行的许多功能与发电的功能相似。事实上，大量的“海军核武器”在离开海军后，在商业核电行业找到了工作。