reacție nucleară, schimbare în identitatea sau caracteristicile unui nucleu atomic, indusă prin bombardarea acestuia cu o particulă energetică. Particula bombardantă poate fi o particulă alfa, un foton cu raze gamma, un neutron, un proton sau un ion greu. În orice caz, particula bombardantă trebuie să aibă suficientă energie pentru a se apropia de nucleul încărcat pozitiv în raza de acțiune a forței nucleare puternice.
o reacție nucleară tipică implică două particule care reacționează—un nucleu țintă greu și o particulă bombardantă ușoară—și produce două particule noi—un nucleu produs mai greu și o particulă ejectată mai ușoară. În prima reacție nucleară observată (1919), Ernest Rutherford a bombardat azotul cu particule alfa și a identificat particulele mai ușoare ejectate ca nuclee de hidrogen sau protoni (11h sau p) și nucleele produsului ca un izotop rar de oxigen. În prima reacție nucleară produsă de particule accelerate artificial (1932), fizicienii englezi J. D. Cockcroft și E. T. S. Walton au bombardat litiul cu protoni accelerați și astfel au produs două nuclee de heliu sau particule alfa. Pe măsură ce a devenit posibilă accelerarea particulelor încărcate la o energie din ce în ce mai mare, au fost observate multe reacții nucleare de mare energie care produc o varietate de particule subatomice numite mezoni, barioni și particule de rezonanță.