Positronen-Emissions-Tomographie (PET) zeigt Orte mit hoher Stoffwechselaktivität (helle Bereiche).

Methodische und technologische Entwicklungen aus der Kern-, Teilchen-, und Astroteilchenphysik haben in der Vergangenheit zu einer Vielzahl von Anwendungen in anderen wissenschaftlichen Gebieten geführt. So sind z.B. Ionenstrahlen und Neutronenstrahlen heute unverzichtbar bei so vielfältigen Anwendungen wie der Herstellung von mikroelektronischen Bausteinen, der Vergütung von Oberflächen, der Herstellung neuer Materialien und Funktionswerkstoffe, der Analyse von Werkstoffen, Kunstgegenständen, archäologischen Objekten und biologischen Zell- und Gewebeproben oder für die medizinische Therapie. Die Neutronenstreuung hat sich hierbei zu einem eigenständigen Gebiet in der Physik der Kondensierten Materie entwickelt.

In der Nuklearmedizin werden sowohl bei den bildgebenden Verfahren von Computergestützter Tomographie (CT), Positron Emission Tomographie (PET) und Magnetresonanztomographie (MRT) Detektorsysteme und Ausleseelektronik eingesetzt, wie sie ursprünglich für die Grundlagenforschung in der Kern- und Teilchenphysik entwickelt wurden. Im Falle von PET wie auch in der Tumortherapie mit Radiopharmaka werden gezielt Radioisotope eingesetzt.

Bereits kurz nach der Entwicklung der ersten Beschleuniger wurde der Einsatz von Ionenstrahlen für die Tumortherapie bei der Krebsbekämpfung entwickelt. Heute werden Gammastrahlen, Protonen- und Schwerionenstrahlen sowie Neutronen erfolgreich für die Bestrahlung von Tumoren eingesetzt. Solche Bestrahlungen werden zudem an der Ionenmikroprobe SNAKE am MLL Tandembeschleuniger intensiv für die radiobiologische Forschung auf Zell- und Gewebeniveau eingesetzt, um die Reparaturmechanismen in biologischen Zellen besser zu verstehen.