Bir nükleer reaksiyon, bir atomun çekirdeği, atomaltı parçacıkları özelliklerini değiştirilinceye kadar yitirdiğinde meydana gelen bir işlemdir. Nükleer reaksiyona giren bir elementin orijinal atomu, aynı elementten farklı bir izotop veya çeşitlilikte olabilir veya tamamen farklı bir element haline gelebilir. Nükleer reaksiyonlar, genel olarak radyasyon ile yakından ilişkilidir ve bunlar reaksiyonun dışında kendiliğinden meydana gelebilir. Radyasyon basit bir şekilde bir atomdan veya başka bir parçacıktan yayılan enerji ya da eşyaların işlemini tarif eder. Bununla birlikte, nükleer reaksiyon terimi, genellikle spesifik olarak, iki atomun çekirdeğinin, çekirdeğin en az birinin özelliklerini çarpıştırdığı ve değiştirdiği bir durumu belirtir.
Bir nükleer reaksiyon, her biri oldukça farklı sonuçlar veren birçok farklı biçimde meydana gelebilir. Bir fisyon reaksiyonunda, kendiliğinden veya bir çarpışma sonucu, büyük ve çoğu zaman dengesiz bir parçacık iki farklı parçacıklara ayrılır. Tersi bir füzyon nükleer reaksiyonunda meydana gelir: iki küçük parçacık çarpışır ve çekirdekleri daha büyük bir parçacık oluşturmak için birleşir. Füzyon reaksiyonları doğal olarak yıldızlarda meydana gelir, ancak çoğu insan etkili ve verimli bir şekilde kontrol etmeyi dener. Bir spallasyon reaksiyonunda, bir çekirdek, birkaç nötron veya protonu yerinden çıkarmak için yeterli momentum ile vurulur ve böylece partikülün atom ağırlığı azalır.
Fisyon nükleer reaksiyonları, kullanılabilir enerji üretmek için nükleer reaktörlerde kullanılır. Kararsız parçacıklar çarpışır ve parçalanır, önemli miktarda kinetik ve termal enerji üretir. Bu enerji nükleer reaktör tarafından toplanabilir ve insan endişeleri için kullanılabilir. Enerji üretmek için füzyon reaksiyonlarının kullanımına önemli bir ilgi vardır, çünkü bunlar büyük miktarda enerji salma eğilimindedir. Maalesef, füzyon reaksiyonlarının kontrol edilmesi olağanüstü zordur - doğal olarak yıldızlarda mevcut olan yüksek basınçlı, yüksek enerji koşullarında meydana gelirler ve bu gibi koşulların kopyalanması çok zordur.
Nükleer bir reaksiyon sırasında çekirdeklerden yayılan birçok farklı tür parçacık vardır. Alfa parçacıkları esasen helyum atomlarının çekirdekleri ile aynıdır ve birbirine bağlanmış iki nötron ve iki protondan oluşur. Beta parçacıkları basitçe elektronlardır; çok daha küçük bir kütleye ve negatif bir yüke sahiptirler. Nötronlar ayrıca nükleer reaksiyonlarda salınır; çok nüfuz ediyorlar çünkü nötr bir yüke sahipler, bu yüzden insan derisi de dahil olmak üzere çeşitli maddelerden geçmelerini engelleyen çok az güç var. Gama ışınları, çekirdeği saf enerji şeklinde bırakan ışınlardır; Onlar ayrıca oldukça nüfuzludur ve varolmayan kütleleri ve tarafsız yükleri nedeniyle neredeyse her şeyden geçebilirler.
