Науковий сектор рентгенографічних досліджень та дозиметрії засновано 1 березня 1993 р. на базі лабораторії з рентгенографії художніх пам’яток, створеної в серпні 1992 р. Засновником сектору та його керівником упродовж 1993–2010 рр. була Бредіс Наталія Юріївна.
Зараз у секторі працюють завідувач Єфіменко Л.О. та співробітник Панченко Т.П.
Головним напрямом сектору стало застосування методів променевої та хвильової оптики для діагностики та ідентифікації художніх творів й історичних матеріалів на підставі аналізу утворених оптичних зображень, геометричних параметрів, хвильових особливостей вимірювання.
За допомогою методів оптичної фізики в технологічній експертизі творів мистецтва виявляють стан збереженості, структурну побудову, приховані зображення, техніко-технологічні особливості для вирішення питань наукової реставрації творів станкового живопису, декоративно-ужиткового мистецтва, археологічних знахідок тощо.
Співробітниками сектору були розроблені напрями дослідження в рентгенівській ділянці спектра, а саме: дослідження мікроструктурних особливостей реставраційного та археологічного матеріалів (органічного та мінерального походження) методом растрової електронної мікроскопії; дослідження історичного та археологічного металів неруйнівними методами рентгеноспектрального аналізу; дослідження методом музейної рентгенографії творів іконопису ХІ–ХХ ст., творів українського, російського, західноєвропейського станкового живопису.
З 2002 року введено в практику рентгенографічне дослідження творів мистецтва в приміщеннях музеїв України та філіях ННДРЦУ.
За більш як 25-літню наукову практику на основі результатів дослідження уточнено атрибуцію творів станкового живопису та іконографічних творів, визначено стан збереження музейних предметів та діагностовано матеріали, з яких виготовлені твори декоративно-ужиткового мистецтва та археологічних знахідок, що дозволило доповнити мистецтвознавчі розвідки, історичні відомості про економічний та культурний розвиток наших предків.
Завідувачем наукового сектору рентгенографічних досліджень та дозиметрії Єфіменко Л.О. в рамках наукового співробітництва здійснено апробацію сучасних рентгенодіагностичних приладів щодо ефективності їх використання в реставраційній та музейній практиці. Проводиться науково-дослідна робота з музейними закладами України для виявлення характерних техніко-технологічних особливостей у малярських осередках Волині та технічних прийомів письма з метою визначення авторства.
Уведено в практику рентгенографічне дослідження творів поліхромної скульптури та зразків декоративного рельєфу, а також керамічних виробів для виявлення їх конструктивних особливостей та стану їх збереженості.
За період існування сектору зібрано рентгенотеку творів станкового живопису, окрім того, ведеться її електронна версія.
У секторі проводяться лекції для художників-реставраторів для підвищення їх професійного рівня.
Екологічна безпека людини є визначальним чинником її здорової життєдіяльності. Однією з головних загроз є невидиме людським оком радіаційне забруднення. Тому для дотримання безпечних умов праці художників-реставраторів та інших співробітників ННДРЦУ запроваджено дозиметричний контроль музейних предметів та службових приміщень.