В общей сложности до 2022 года 1,4 млрд рублей планируется направить на разработку технологий получения радионуклидов медицинского назначения и радиофармпрепаратов на их основе, проработку технологии лечения онкологических образований, создание систем формирования офтальмологических пучков протонов и работу над проектом комплекса по производству радиоизотопов.
Еще 2,9 млрд рублей потратят на исследование воздействия ионизирующего излучения на показатели нейромедиаторного обмена и биологические процессы на клеточном уровне, разработку, изготовление и апробацию полного сигнального комплекта оборудования для тиражирования и оснащения клинических центров протонной лучевой терапии и другое.

Радиофармпрепараты используются для радионуклидной диагностики (например, ПЭТ, ОФЭКТ) и радионуклидной терапии, объединенных понятием  «ядерная медицина». 

Курчатовский институт – один из исполнителей «дорожной карты» по ядерной медицине. Ее реализация продвигается с трудом. В 2017 году регистрацию получил только один радиофармпрепарат – Фтордезоксиглюкоза со фтором‑18, документы на который подала компания «Медицина и ядерные технологии» («МЯТ»), один из совладельцев которой – НИЦ «Курчатовский институт».  Всего в программе «Фарма‑2020» упоминалось не менее 15 новых препаратов, но на рынок, как установил Vademecum, ни один из них пока не попал.

Протонная терапия, которую в программе Курчатовского института относят к ядерной медицине, также развивается медленно. Федеральный высокотехнологичный центр медицинской радиологии ФМБА России в Димитровграде с отделением протонной терапии откроется только в декабре 2018 года, а пока по этому направлению работает только Центр протонно-лучевой терапии Медицинского института им. Березина Сергея в Санкт-Петербурге.