Nel settore dell'energia nucleare, la tecnica della SPECT può essere impiegata per tracciare la distribuzione dei radioisotopi nel combustibile nucleare precedentemente irraggiato. A seguito dell'irraggiamento del combustibile nucleare (e.g. l'uranio) da parte dei neutroni in un reattore nucleare, una vasta gamma di radionuclide gamma-emittenti sono prodotti all'interno del combustibile, sia come prodotti di fissione (cesio-137, bario-140 ed europio-154) che come prodotti d'attivazione (cromo-51 e cobalto-58). Questi possono essere visualizzati usando la SPECT con l'obiettivo di verificarne la presenza nelle barre di combustibile immagazzinate nei depositi nucleari per i controlli di sicurezza IAEA, per validare i risultati di codici di simulazione del nocciolo, o studiare il comportamento del combustibile nucleare durante la normale funzionamento o in codizioni di incidente.