Докторската програма по „Ядрена физика“ е основна за обучението на специалисти, работещи в областта на фундаменталните и приложни експериментални и теоретични изследвания в областта на ядрената физика, разработването на детекторни системи за йонизиращи лъчения и провеждането на измервания с тях. В обучаващите звена се развити различни методики на изследване, които позволяват на докторантите да получат знания и умения за работа с разнообразна научна апаратура. Обучаващите се в програмата студенти придобиват умения да извършват фундаментални експериментални и теоретични изследвания, с използване на съвременни интерактивни подходи базирани на съвременни софтуерни продукти.
Докторантите, завършили специалността “Ядрена физика”, се подготвят да извършват физически изследвания в областта на съвременната ядрена физика – ядрена структура, дозиметрия и лъчезащита, ядренофизични методи и тяхното приложение в други области на физиката. Също така докторантите придобиват специфични умения за обработка и статистически анализ на данни, компютърно моделиране, разработка и изследване на детектори и детекторни системи, разработка на числени алгоритми и програмно обезпечаване.