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नाभिकीय रसायन (Nuclear chemistry), रसायन विज्ञान का एक उपक्षेत्र है जिसके अन्तर्गत रेडियोसक्रियता, नाभिकीय प्रक्रम (जैसे नाभिकीय तत्वान्तरण (nuclear transmutation)) तथा नाभिकीय गुणधर्मों का अध्ययन किया जाता है।

इसके अन्तर्गत ऐक्टिनाइडों और रेडियम, रेडॉन आदि रेडियोसक्रिय तत्त्वों के रसायनविज्ञान के अलावा, नाभिकीय रिएक्टर से सम्बन्धित रसायन विज्ञान का अध्ययन किया जाता है। नाभिकीय अपशिष्ट के भण्डारण के बाद उसके व्यवहार का अध्ययन भी इसका मुख्य क्षेत्र है।