핵변환은 방사성 붕괴, 핵융합, 핵분열을 통해 가능한 한 원소를 다른 원소로 변환하는 것입니다. 또한 어니스트 러더포드는 질소-14가 빠르게 움직이는 알파 입자와 부딪히면 다른 핵종과 함께 양성자를 생성한다는 것을 증명했습니다. 몇 년 후 패트릭 블랙켓은 그것이 산소-17이라는 것을 확인했습니다.공정의 축약 표기법은 대상 핵, 충격 및 방출 입자, 생성물 핵을 순서대로 나열합니다. 중성자와 알파 입자는 변환 과정에서 흔히 발생하는 충격 입자입니다. 원자 번호가 92보다 큰 원소를 초우라늄 원소라고 부릅니다.이 원소들은 우라늄 붕괴 사슬에서 자연적으로 생성되는 넵투늄과 플루토늄을 제외하고 완전히 합성되기 때문에 변환 실험의 일반적인 표적이 됩니다. 예를 들어 넵투늄-239는 핵분열 중성자로 우라늄-238에 충격을 가하여 특수한 원자로에서 생성됩니다. 중성자는 전기적으로 중성이므로 핵으로부터 정전기 척력을 받지 않기 때문에 핵분열 속도는 이 변환에 충분합니다.방사성 넵투늄-239는 이후 플루토늄-239로 붕괴됩니다. 추가 실험에서 플루토늄-239는 고속 알파 입자와 충돌하여 원자 번호가 96인 큐륨을 생성합니다. 중성자와는 달리 알파 입자는 양전하를 띤 과녁핵에 의해 가해지는 정전기 척력을 극복해야 하므로 더 큰 운동 에너지가 필요합니다.특히, 정전기 척력은 러더포드 및 블랙켓 실험에 사용된 질소-14와 같은 작은 핵보다 플루토늄-239와 같은 큰 핵에서 더 큽니다. 선형 가속기와 사이클로트론을 포함하는 입자 가속기는 전하를 가진 핵 입자에 원하는 속도를 제공합니다. 다단계 선형 가속기에는 길이가 증가하고 극성이 번갈아 나타나는 일련의 튜브가 있습니다.진동하는 전위는 극성을 빠르게 바꾸어 각 튜브가 하전된 입자를 번갈아 당기고 밀도록 합니다. 입자는 튜브가 길어질수록 가속되며 궁극적으로 빛의 속도의 90%이상에 도달합니다. 사이클로트론에서는 교류 전압이 나선 경로에서 입자를 가속합니다.입자 가속기는 아연-70 광선을 이용하여 납-208에 충격을 가하는 것처럼 상대적으로 큰 다른 핵으로도 핵에 충격을 줄 수 있습니다. 생성물 초우라늄 원소인 코페르니슘-277은 주요 붕괴 사슬을 통해 13개의 초우라늄 원소를 생성하며 최종적으로 비스무트-209로 이어집니다.