핵반응

포격입자로는 알파 입자, 감마선 광자, 중성자, 양성자, 중수소 또는 무거운 이온을 사용할 수 있다. 어떤 경우든 포격입자는 양으로 하전된 원자핵을 강력한 핵력의 범위 내로 접근시킬 만큼 충분한 에너지를 가지고 있어야 한다. 전형적인 핵반응은 2개의 반응입자(무거운 타겟 원자핵과 가벼운 포격입자)를 포함하며, 2개의 새로운 입자(더 무거운 생성 핵과 더 가벼운 방출입자)를 생성한다.

1919년 최초로 관찰된 핵반응에서 어니스트 러더퍼드는 질소를 알파 입자로 포격해, 가벼운 방출입자는 수소의 원자핵(양성자 : H 또는 p)이며 생성 원자핵은 희귀한 산소의 동위원소라는 것을 확인했다. 1932년 인공적으로 가속된 입자로 일으킨 최초의 핵반응에서 영국의 물리학자 J. D. 코크로프트와 E.T.S. 월턴은 리튬을 가속된 양성자로 포격해 2개의 헬륨 원자핵(알파 입자)을 만들어냈다.

하전입자를 점점 더 높은 에너지를 갖도록 가속하는 것이 가능해짐에 따라 중간자·중입자·공명입자라고 하는 여러 종류의 원자구성입자가 생성되는 많은 고에너지 핵반응이 관찰되었다.