nuklearne reakcije, fizikalni procesi do kojih dolazi kada se atomske jezgre međusobno dovoljno približe, zbog termičkoga gibanja ili tijekom nuklearnoga raspršenja izazvanoga bombardiranjem mete projektilom. Pri elastičnim raspršenjima atomske jezgre se ne mijenjaju, dok kod neelastičnih raspršenja dolazi do nuklearne transmutacije, tj. pretvorbe jedne vrste atomske jezgre u drugu. Fuzijske reakcije unutar zvijezda (termonuklearne reakcije) započinju kada kinetička energija čestica nadvlada potencijalnu energiju kulonskog odbijanja između protona i atomske jezgre se međusobno približe u doseg jakog nuklearnog međudjelovanja (nukleosinteza kemijskih elemenata do željeza). Prvu umjetnu nuklearnu transmutaciju proizveo je 1919. Ernest Rutherford bombardirajući alfa-česticama dušik, a dobio je kisik i vodik. Neutronski uhvat, neelastični sudar neutrona s atomskom jezgrom, važna je reakcija, intenzitet koje se smanjuje s korijenom energije neutrona. Tek neutroni vrlo niskih energija mogu izazvati npr. fisiju uranijeva izotopa 235U na fragmente koji se dalje raspadaju kao, primjerice, u procesu kontrolirane proizvodnje energije u nuklearnim reaktorima. Neutronskim uhvatom u supernovama stvaraju se elementi teži od željeza. (→ fisija; fuzija; lančana reakcija; nukleosinteza; supernova)
