원자력열수력 및 안전 연구실(NTHRS)에서는 원자력 열수송을 위한 열유체학을 기반으로 상변화열전달 현상을 연구하며, 특히, 비등열전달 현상 및 임계열유속 현상의 물리적 메커니즘 규명 및 이를 바탕으로 원자력 시스템 성능 및 안전 연구, 중대사고 대응 시스템 개발 및 원자로 시스템 사고 해석 연구를 수행하고 있다. 혁신형 피동형 원자로 개발을 위한 하이브리드 히트파이프 제어봉 및 피동노내안전계통 개발, 시스템안전해석 컴퓨터 코드 검증 연구 및 차세대 원자로인 고속로 노심열수력설계 및 질소 기반 열수송 전력변환 계통, 그리고 재임계 사고 예방을 위한 핵연료 용융현상 연구를 진행하고 있다.