При бомбардировке мишеней ускоренными частицами часть их попадает в атомные ядра мишеней и производит ядерные реакции.

Например, быстрый протон, попадая в ядро легкого элемента лития, совершает следующую реакцию:
литий7 -(- водород1 бериллий8--гелий4 -f- гелий4.

Ядро лития содержит 3 протона и 4 нейтрона. После его слияния с протоном получится новое ядро с 8 частицами (4 протона и 4 нейтрона). Это уже изотоп бериллия с массовым числом 8. Но ядро бериллия8 неустойчиво и очень быстро распадается на 2 альфа-частицы (ядра гелия). При этом освобождается большое количество энергии.

После открытия в 1932 году Жолио-Кюри и Чадпикэм нейтронов исследователи получили новое мощное средство для осуществления ядерных реакций. Нейтроны — частицы
незаряженные, и на них не действуют электрические силы. Поэтому подойти к ядру и взорвать его могут даже очень медленные их представители. Больше того, очень часто медленные нейтроны гораздо активнее, чем быстрые, производят ядерные превращения, так как, находясь вблизи ядра довольно долго, они дольше подвергаются притягательному воздействию ядерных сил ядра.

Но вот ядро захватило нейтрон; получится ли ядро нового элемента? Оказывается, нет. Нейтрон не имеет заряда, поэтому новое ядро остается ядром изотопа первоначального химического элемента.

Даже самый медленный нейтрон, «упавший» под действием ядерных сил в ядро, приносит с собой значительную энергию, которая и «нагревает» его. Охлаждение ядра может, как мы уже говорили, проходить несколькими способами: выбрасыванием 1 или 2 частиц или испусканием гамма-лучей.

Например, целый ряд реакций с нейтроном дают ядра азота. На быстрых нейтронах может идти реакция с испусканием альфа-частицы:
азот14 -f- нейтрон1 -г- азот15 бор11 + гелий4.

На фотографии показана происшедшая в камере Вильсона такая реакция. Длинный след принадлежит альфа-частице, короткий — ядру бора11. Реакция произошла в точке, где эти следы разветвляются. Однако следа нейтрона нет. Да это и понятно, он же нейтрален и не образует ионов в газе камеры Вильсона, а значит, на его пути не возникают капельки тумана.

Может идти также реакция, где из ядра азота15 вылетают 2 частицы, происходит как бы размножение нейтронов:
азот14 -f- нейтрон1 азот15 азот13 -f- 2 нейтрона1.

На медленных нейтронах очень часто происходит такая реакция:
азот14 + нейтрон1 -> азот15 углерод14 + водород1.

Эта реакция интересна тем, что дает искусственное радиоактивное вещество — углерод14 с периодом полураспада 5100 лет:
углерод14- азот14-|-электрон.