תחום ההנדסה הגרעינית הינו חלק חשוב ונכבד מענף ההנדסה והוא עוסק בפיתוח מכשירים ומתקנים שונים אשר מערבים בתוכם ריאקציות גרעיניות שונות, תוך שימוש בהיתוך גרעיני לשם ייצור כוח, למשל כורים גרעיניים בהם מתחוללות תגובות שרשרת גרעיניות מבוקרות. מרבית הכורים הגרעיניים בעולם אינם מיועדים לייצור נשק להשמדה המונית, אלא דווקא לייצור אנרגיה באופן חסכוני יחסית ולשימושים נרחבים בחקלאות וברפואה.

תחום לימודים זה מוצע במסגרת לימודי תואר ראשון בהנדסה גרעינית, הנדסה כימית, כימיה או במסגרת לימודי הנדסאי כימיה במגמת גרעין. במהלך הלימודים הסטודנטים מקבלים הכשרה רחבה במגוון נושאים מתחום הגרעין, וביניהם: בטיחות תעשייתית וקרינה, מערכות הפעלת כור, כימיה וטכנולוגיה של אורניום, טיפול בפסולת רדיואקטיבית, שיטות הגנה ופיקוח, גלאים ועוד רבים נוספים.

תעשיות הגרעין הינן תעשיות מורכבות אשר מחייבות הכשרת כוח אדם מיומן וייחודי על מנת לאייש עמדות חיוניות להרצת מתקנים אלו. לימודי הנדסאי כימיה במגמת גרעין מעניקים לבוגרים את היכולת להיות מסוגלים לייצר פתרונות טכנולוגיים לכל סוגי המערכות המפעילות את מתקני הגרעין, כגון: מערכות הידראוליות, חשמליות, אלקטרוניות ופנאומטיות.

לימודים אלו נמשכים בין שנתיים לשלוש שנים, וזאת כתלות במסלול הלימודים הנבחר על ידי התלמיד, בין אם מדובר במסלול לימודי יום או מסלול לימודי ערב. תנאי הקבלה ללימודים הם כתנאי הקבלה לשאר לימודי ההנדסאים, והם נוחים יותר מתנאי הקבלה ללימודי תואר ראשון בתחום. עם זאת, בוגרים שירצו בכך, יוכלו בסיום לימודיהם לפנות ללימודי השלמה לתואר ראשון בתחום הנדסת הגרעין או בתחומים משיקים, וזאת על מנת להרחיב את ידיעותיהם, אפשרויות תעסוקתם ושכרם.

לימודי הנדסאי כימיה פונים לקהל הרחב ובייחוד לבעלי זיקה לתחום מאתגר ומרתק זה, אשר מעוניינים להשתלב במגוון רחב של אפשרויות תעסוקה המוצעות בתעשיית הכימיה. לימודי כימיה תוך התמחות במגמת גרעין מתאימים לאלו אשר שואפים לקחת חלק בתחום המחקר והפיתוח של טכנולוגיה גרעינית, וכן להתברג בתפקידים בתעשיית הביטחון בישראל.

כמו כן, לימודים אלו פונים לאלו אשר רוצים לרכוש השכלה בתחום הכימיה הגרעינית אך אין ביכולתם לפנות ללימודי תואר ראשון בהנדסה גרעינית או תואר ראשון בהנדסה כימית. לימודי תואר ראשון אורכים כ-4 שנים, ורבים אינם יכולים להקדיש תקופה ארוכה זו לצורך לימודים, וזאת בעקבות מגוון רחב של סיבות. לימודי הנדסאי כימיה נותנים מענה למתעניינים אלו, שכן הלימודים מתפרסים בין שנתיים לשלוש ומתקיימים מספר מצומצם של פעמים בשבוע, כתלות במסלול הלימודים שבחר התלמיד.

תנאי הקבלה ללימודי הנדסאי כימיה במגמת גרעין דומים לתנאי הקבלה בשאר לימודי ההנדסאים. המועמדים נדרשים להציג תעודת בגרות מלאה או לחלופין תעודת בגרות חלקית עם ציון סופי עובר בבחינות הבגרות במקצועות הבאים: מתמטיקה ואנגלית ברמה של 3 יחידות לימוד לפחות, ומקצועות העברית (ספרות/לשון/הבעה) ברמה של 2 יחידות בגרות לפחות. כמו כן, יתקבלו בעלי תעודת גמר המעידה על סיום מכינה טכנולוגית וחתומה על ידי הגורם המוסמך במה"ט, או בוגרי מכינות קדם אקדמיות בציונים עוברים.

בנוסף, בחלק ממוסדות הלימוד נדרש המועמד בנוסף לעבור ראיון אישי ומבחן התאמה. מועמדים מעל גיל 35 פטורים מתנאי קבלה ונדרשים רק להציג תעודה המעידה על סיום 12 שנות לימוד.

לימודי הנדסאי כימיה במגמת גרעין נמשכים לרוב בין שנתיים לשלוש שנים, כתלות במסלול הלימודים הנבחר על ידי התלמיד. ברוב מוסדות הלימוד קיים מסלול לימודי יום ומסלול לימודי ערב.

בדרך כלל מסלול לימודי בוקר נמשך כשנתיים והלימודים מתקיימים 5 ימים בשבוע. לעומת זאת, מסלול לימודי ערב אורך על פי רוב כשלוש שנים, כאשר הלימודים עצמם מתפרשים על פני מספר ימים מצומצם יותר בשבוע. לרוב, יומיים בשבוע בשעות הערב או ערב אחד בשבוע ושישי בבוקר. מסלול לימודי ערב מיועד בדרך כלל לאלו אשר אינם יכולים בעקבות התחייבויות קודמות, כגון עבודה או משפחה, לפנות את יומם לטובת הכשרה זו.

לימודי הנדסאי כימיה במגמת גרעין מכשירים כוח אדם מיומן, בעל יכולות וידע בהפעלת ופיקוח על מתקני מרכז גרעין. המגמה כוללת שלוש התמחויות הן: כורים, כימיה, וביקורת קרינה. נושאי הלימוד בלימודים אלו כוללים קורסי בסיס וקורסים מתקדמים במקצוע, וכן קורסים ספציפיים לתחום ההתמחות אותו בחרו התלמידים.

מקצועות הלימוד העיקריים הם: מתמטיקה, פיזיקה, פיזיקה גרעינית, אנגלית טכנית, דיווח טכני, תכנות מחשבים, שרטוט טכני, פיזיקה של הקרינה, אלקטרוניקה, בקרה ומדידות, כוח וחום, מתכות וקורוזיה, בטיחות תעשייתית וקרינה, טכנולוגיה כימית, כימיה תעשייתית, שירותים תעשייתיים, הידראוליקה, מערכות הפעלה של הכור, כימיה וטכנולוגיה של אורניום, טיפול בפסולת רדיואקטיבית, שיטות הגנה ופיקוח, גלאים ועוד. בנוסף הסטודנטים רוכשים ידע מעשי ומשתתפים במעבדות בתחומי חשמל, אלקטרוניקה וביקורות קרינה.

בוגרי מסלול לימודי הנדסאי כימיה במגמת משנה גרעין יוכלו להשתלב במגוון תפקידים בתעשיית הגרעין. בראש ובראשונה, הבוגרים יוכלו להשתלב בתעשיית הביטחון בישראל, ועם צבירת הוותק והניסיון להמשיך ולהתקדם במעלה הדרגות והתפקידים. חשוב לציין כי חיבור לשטח ותרגול במוקדי אמת היינו חלק מרכזי בלימודים במוסדות הלימוד בהם הם מוצעים, ועל כן חלק ניכר מהשיעורים מתקיימים בקמ"ג (קריה למחקר גרעיני) ע"י מומחים מקומיים.

כמו כן, בוגרי מסלול הנדסאי גרעין יוכלו להשתלב במגוון מקומות תעסוקה נוספים מלבד התעשייה הביטחונית, כגון:  מכוני מחקר בתחום הגרעין, חברת החשמל, בתי חולים, מוסדות רפואיים שונים, פיתוח עזרים שונים לחקלאות, הוועדה לאנרגיה אטומית, תעשיות טכנולוגיות שונות ועוד.

עבור בוגרי לימודי הנדסאי כימיה במגמת גרעין קיימים מגוון רחב של אפשרויות התקדמות ולימודי המשך. ההנדסאים יכולים לקחת קורסים שונים הקשורים לתחום הכימיה והגרעין אשר יקדמו אותם במקום עבודתם ויאפשרו להם להגיע לאפיקי השתלבות חדשים. כמו כן, יכולים ההנדסאים להתמחות גם בתחומים נוספים שלא נגעו בהם במהלך הלימודים כמו לימודי הנדסאי כימיה מעבדתית תעשייתית, הנדסאי כימיה תרופתית  או הנדסאי כימיה של מזון.

כמו כן, הבוגרים יוכלו, אם ירצו בכך, להמשיך ללימודי תואר ראשון בתחומם - תואר ראשון בהנדסה גרעינית, הנדסה כימית, כימיה או במקצועות משיקים. חלק ניכר ממוסדות הלימוד מקיימים לימודי השלמה מהנדסאי למהנדס אשר מקצרים את משך זמן הלימודים. כמו כן, גם מוסדות לימוד שאינם מקיימים לימודי השלמה אלו, לרוב מכירים בקורסים שנלמדו במסגרת לימודי ההנדסאי, ופוטרות את הסטודנטים ממעבר נוסף של קורסים אלו.