Первая ядерная реакция была осуществлена Э. Резерфордом в 1919 г., превратившим азот в кислород по ядерной реакции

Ядерных реакций с этого времени осуществлено великое множество. Отметим лишь важнейшие типы:

(α, n)-реакции
(α, p)-реакции
(n, α)-реакции
(n, p)-реакции
(n, γ)-реакции

В результате ядерных реакций образовались все элементы Вселенной. Излучаемая энергия Солнца поддерживается азотно-углеродным синтезом гелия:

Масса частиц, из которых состоит гелий, в изолированном состоянии составляет: электроны (2∙0,00055) + протоны (2∙1,0076) + нейтроны (2∙1,0089) = 4,0341.

В компактном состоянии масса гелия-4 равна 4,0039. Это уменьшение в 0,0302 единицы массы называется дефектом массы; ее энергетический эквивалент в соответствии с уравнением Эйнштейна составляет

Эта огромная величина ядерной энергии связи и служит основой ядерной энергетики. На рис. 11.3 приведена зависимость энергии связи от атомного числа для различных элементов.

Рисунок 11.3 Ядерная энергия связи

На рис. 11.3 видно, что максимум устойчивости приходится на массовое число ~50 (железо). Это означает, что ядра легких элементов при слиянии достигают большей устойчивости (ядерный синтез), а ядра тяжелых элементов подвержены радиоактивному распаду или ядерному делению на два (три) фрагмента.