핵의학(nuclear medicine )이 란 방사성 및 안정 핵종의 동위원소표지 화합물을 인체에 투여하여, 관심장기의 형태 및 기능을 평가하여 해부학적 또는 생리학적 상태를 진단, 치료하는 의학의 전문 분야이다. 핵의학에 이용되던 방사성 핵종은 1960년대 까지만 해도 $^{131}$ I이 주였으나 1970년대 부터는 $^{99}$Mo -$^{99m}$ Tc 발생기와 $^{99m}$ TC으로 표지된 방사성의 약품이 활발히 이용되면서 $^{131}$ I을 대신하게 되었다. 원자로-생산핵종들의 특성은 중성자가 과잉이어 붕괴시 배타입자를 방출하는 점으로, 이것이 각종 질병의 치료에 이용되고 있다. 특히 각종 표시 화합물의 성질을 이용하여 원하는 부위에 방사선을 집중시킬 수 있음이 외부조사보다 유리한 점이다. 방사성핵종을 이용한 악성종양의 치료에 가장 성공적인 것은 분화된 갑상선 암환자에서 $^{131}$ I을 사용한 것이며, 갈색세포종 등에 $^{131}$ I-MIBG도 효과적이다. 악성종양의 골전이 치료에 베타선을 방출하는$^{32}$P, $^{186}$ Re, $^{153}$ Sm 등이 이용되었다. 종양의 동맥에 주입하여 세동맥이나 모세혈관에 걸리는 기름, 교진 또는 입자에 의한 치료에 $^{131}$ I-lipiodol, ethiodol, $^{32}$P 또는$^{90}$ Y흡사 ceramic resin 미소구 $^{166}$ Ho 유산중합체 미소구 등이 이용된다. $^{166}$ Ho, $^{198}$ Au, $^{32}$P, $^{90}$ Y, $^{169}$ Er, $^{186}$ Rc, $^{131}$ I, $^{211}$ At 등 의 방사성 핵종의 교질, 미소구 또는 단세포군 항체표지 형태로 직접 종양내 또는 공동이나 체강에 투여하는 치료법이 있다. 류마치스 관절염의 슬관절에 $^{165}$ Dy colloid를 주사하는 $^{166}$ Ho-MAA도 활발히 이용되고 있다.