中国科学院高能物理研究所核能放射化学实验室成立于2010年，本实验室围绕国家核能重大需求，瞄准国际核科学技术前沿，针对核燃料循环过程中亟待突破的关键放射化学问题开展前沿基础和应用基础研究，旨在核能放射化学的基础理论和实际应用领域取得具有国际突出影响力的创新成果，为提升我国核燃料循环和放射化学学科的国际竞争力作出重要贡献，并培养和造就一批高水平的放射化学学科人才和优秀研究团队。截止目前，实验室已形成以功能纳米材料与锕系元素分离、高温熔盐化学、锕系功能配合物合成与表征以及锕系计算化学为核心的研究方向?！昂四芟嚓P放射化学研究”是中国科学院高能物理研究所“一三五”规划中五个重点培育方向之一。
核能放射化学实验室现有研究人员30余人，汇集了一批具有国际水平的学术带头人和优秀青年骨干，其中包括中科院院士1人，国家杰青1人，研究员2人，中科院青促会会员2人、青年研究员1人、副研究员7人，助理研究员2人，研究助理2人，博士后3人，研究生18人，形成了一支富有蓬勃朝气的放射化学多学科交叉研究队伍。近年来，实验室立足基础，面向应用，科研实力稳步提升，迄今在Angew. Chem.、CCS Chem.、 Nat. Commun.、Adv. Mater.、Coord. Chem. Rev.、Chem. Commun.、Inorg. Chem.、J. Mater. Chem.、J. Phy. Chem.、Electrochim. Acta 和 Radiochim. Acta等国际著名学术期刊上发表学术论文200余篇，出版中英文专著6部，获得授权专利20余项。在研究经费方面，实验室先后承担各类国家级科研项目共20余项，其中国家基金委重大项目、集成项目、重点项目、面上项目等30余项，中科院核能先导专项“ADS嬗变系统”子课题3项。
柴之芳院士目前担任国际放射化学领域核心期刊Radiochimica Acta的共同主编，石伟群研究员担任国际核科学技术领域核心期刊Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology编委和Journal of Nuclear Science and Technology的国际顾问编委，还担任中文核心期刊《核化学与放射化学》编委。实验室成员近五年来在国际国内重要学术会议上做邀请报告30余次；实验室非常注重人才培养与学术交流，已有2人入选中科院青年创新促进会，3人获得高能所优秀青年人才基金；迄今为止，已培养博士、硕士及联合培养研究生80余人；每年邀请超过20人次本领域国际国内顶级专家学者来实验室交流访问。