تطبيقات الكيمياء الضوئية في الطاقة النووية تشمل على سبيل المثال لا الحصر:
1- استخدام التفاعلات الضوئية في تقسيم الماء لإنتاج الهيدروجين الذي يمكن استخدامه كوقود نظيف.
2- تطوير الخلايا الضوئية التي تستخدم الطاقة الشمسية المباشرة لإنتاج الكهرباء بشكل مستدام.
3- تطوير التقنيات النانوية لتحسين كفاءة استخراج اليورانيوم وتقليل تكلفة إنتاج الطاقة النووية.
4- استخدام التحليل الضوئي للعناصر النووية لمعرفة تراكيز المواد المشعة ومراقبة نشاط النواة.
5- استخدام تقنيات الإشعاع الضوئي لتدريج المواد النووية وتحديد تركيز العناصر النووية.
6- تقديم الكيمياء الضوئية للتحكم في عمليات انحلال المواد المشعة وإدارة المخلفات النووية بشكل آمن وفعال.