원자력 분야의 선진 원자력 기술 개발에 기반이 되는 핵심 원천기술과 원자력 분야의 기술 선점 효과가 큰 기반기술 적기 확보가 필수적이다. 경수로의 지속적인 건설과 향후 원전 수출을 위해서는 핵연료에 대한 기술 소유권 및 실시권 확보는 물론, 안전성이 입증된 핵연료의 기반기술 확보가 요구된다. 2013년도는 탈추격형 혁신기술 확보를 위한 원자력 비상상황 원격 대응, IT 융합 계측제어 분야 등에 대해 지원하였다. 또한 기술파급효과가 큰 고위험 도전 기술인 고강도 신소재 및 접합기술, 핵물질 핵종 분석 기술분야 등 원천 기반 핵심기술을 적기에 확보하기 위한 전략분야 발굴･지원하였다. 원자력 원천분야의 주요한 성과로서는 원심분무 핵연료 분말 제조 신기술이 연구로 핵연료 저농축 전환을 위한 4개국 공동 프로그램의 핵심기술로 채택(2012년 2월, 서울 핵안보 정상회의)된 것이다. 우리나라 고유의 원천기술인 원심분무 고밀도 저농축 핵연료 분말 제조기술(U-235 농축도 20% 미만) 세계 최초(상용급) 개발을 통하여 세계 원자력 시장에 기술 선점 등의 파급 효과가 매우 크다고 할 수 있다.
선진 원자력 기술 개발을 위해서는 핵연료 기술 소유권과 실시권을 확보하고 안전한 핵연료 기반기술을 확보해야 한다. 2013년에는 이를 위한 전략분야를 발굴 및 지원하였다. 주요 성과로서 우리나라 고유 기술인 원심분무 핵연료 분말 제조 신기술이 4개국 공동 프로그램으로 채택되었다. 