Kernreaktion, Änderung der Identität oder Eigenschaften eines Atomkerns, induziert durch Beschuss mit einem energetischen Teilchen. Das bombardierende Teilchen kann ein Alphateilchen, ein Gammaphoton, ein Neutron, ein Proton oder ein Schwerion sein. In jedem Fall muss das bombardierende Teilchen genügend Energie haben, um sich dem positiv geladenen Kern in Reichweite der starken Kernkraft zu nähern.
Eine typische Kernreaktion umfasst zwei reagierende Teilchen — einen schweren Zielkern und ein leichtes bombardierendes Teilchen — und erzeugt zwei neue Teilchen — einen schwereren Produktkern und ein leichteres ausgestoßenes Teilchen. In der ersten beobachteten Kernreaktion (1919) bombardierte Ernest Rutherford Stickstoff mit Alphateilchen und identifizierte die ausgestoßenen leichteren Teilchen als Wasserstoffkerne oder Protonen (11H oder p) und die Produktkerne als seltenes Sauerstoffisotop. In der ersten Kernreaktion künstlich beschleunigter Teilchen (1932) haben die englischen Physiker J.D. Cockcroft und E.T.S. Walton bombardierten Lithium mit beschleunigten Protonen und produzierten dadurch zwei Heliumkerne oder Alphateilchen. Da es möglich geworden ist, geladene Teilchen auf immer größere Energie zu beschleunigen, wurden viele hochenergetische Kernreaktionen beobachtet, die eine Vielzahl von subatomaren Teilchen erzeugen, die als Mesonen, Baryonen und Resonanzteilchen bezeichnet werden.