De 1984 à 1991, Jean-Christophe Niel est enseignant-chercheur en physique théorique au service de physique théorique du CEA/CNRS, avant d'être nommé jusqu'en 1995 sous-directeur à la Direction de la sûreté des installations nucléaires (DSIN) du CEA. En 1995, il devient adjoint au chef du département de sécurité des matières radioactives à l’Institut de protection et de sûreté nucléaire (IPSN) avant d'être chef du département d’évaluation de la sûreté (DES) de l’IPSN en 1998.
En 2003, il est nommé directeur de la stratégie, du développement et des relations extérieures à l’IRSN, puis en 2005, responsable de la Mission de la stratégie au Secrétariat général du Ministère des transports, fonction qu'il exercera en 2005-2006.
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