На реакторе налажена линия по ядерному легированию кремния. Под воздействием потока нейтронов в слитках чистого кремния появляются равномерные вкрапления атомов фосфора, это делает кремний хорошим полупроводником одновременно с высоким сопротивлением. Такие параметры важны для использования кремния в электронике, в частности, высоковольтной. Сейчас ТПУ легирует кремний для всех российских производителей полупроводниковой продукции, а также для ряда зарубежных заказчиков. Это почти 5 % от всего объема ядерно-легированного кремния в мире. В юбилейный год на реакторе открывается первый в России комплекс для легирования кремния диаметром более 200 миллиметров. Таких комплексов всего несколько в мире.

Еще одно приложение изотопного конструирования на реакторе — окраска драгоценных и полудрагоценных камней, например, топазов. В природе они встречаются разных цветов, но в ювелирной промышленности ценится больше остальных голубой. У ТПУ есть собственная технология окрашивания топазов в небесно-голубые цвета. Окрашенные кристаллы полностью безопасны. Для того чтобы проводить окрашивание больших партий камней, политехники спроектировали и изготовили новые облучательные устройства на реакторе. Проектная мощность позволяет получать 1-1,5 тонны голубых кристаллов в год.

Благодаря реактору Томский политех является одним из ведущих российских центров разработки и производства радиофармпрепаратов — лекарственных средств, содержащих радиоизотопы. Их применяют при диагностике и лечении онкологических заболеваний. На базе реактора получают диагностический изотоп технеций-99м. ТПУ обеспечивает потребности в этом элементе клиник Сибири и Дальнего Востока. Кроме того, сегодня ведутся исследования по использованию технеция-99м для создания новейших антибиотиков и препаратов для противораковой терапии и кардиологии. На базе реактора действует единственное в России производство дефицитного радиоактивного фосфора-32. Разработаны собственные технологии получения лютеция-177, иридия-192, вольфрама-188, рения-188, итрия-90 и других изотопов.

После последней модернизации на реакторе появилось необходимое оборудование для проведения исследований в области нейтронно-захватной терапии — это перспективная методика лечения злокачественных опухолей. На реакторе уже проходят первые доклинические испытания.

Нейтрон-активационный анализ (НАА) — это ядерный процесс, используемый для определения концентрации элементов или изотопов в образцах самых разных материалов. Существует два вида нейтрон-активационного анализа: радиохимический и инструментальный. На исследовательском реакторе ТПУ активно применяется последний. На сегодняшний день нейтрон-активационный анализ — самый чувствительный метод анализа по ряду элементов. На реакторе ТПУ проводится элементный анализ геологических, биологических, медицинских и других образцов. Научная лаборатория изотопного анализа и технологий реактора аккредитована в Росаккредитации и имеет аттестат, подтверждающий качество измерения количественного определения элементов методом НАА. 

На реакторе проводятся испытания, в процессе которых изучается поведение различных приборов в радиационной среде. Для этого создаются условия, в которых они эксплуатируются, — определенная температура, наличие или отсутствие воды и так далее. То есть моделируется ситуация, когда прибор «проживает» свой срок службы за относительно короткий промежуток времени. Это необходимо, чтобы отследить изменение свойств и характеристик приборов и оценить их работоспособность и предполагаемый ресурс.

Например, при тестировании подвески ионизационных камер, предназначенной для контроля мощности реактора, она помещается в экспериментальный канал. Здесь прибор поглощает такое же количество нейтронов, что и в штатном месте реактора за 50 лет. Таким образом, за месяц можно пронаблюдать, как подвеска будет вести себя в течение отведенного ей полувекового срока службы.