电磁感应就是根据电学上的法拉第定律，当磁通量变动时候，在磁力线通过的周围空间就会感应出一个涡旋形电场。如果磁场是轴对称的，则感应的电场的电力线则是围绕变化磁通空间的同心圆，圆心就在对称轴上；如果这个时候在圆周上有电子，则它就会受到一个电场力的推动，它的动量就会不断增加。由于带电粒子在垂直于均匀磁场平面上运动，它的轨道曲率半径只要适当选择，磁场强度的变化与电子动量变化按一定的比例关系同时增加，则可以维持电子的回旋运动的曲率半径始终不变。一般在保持轨道内的平均磁场是电子运行轨道上的磁场强度二倍时，这条件就可以得到满足。电子感应加速器的磁力线是中间密周围稀，当上下磁极线圈通入交变电流，使磁场起周期变化时，由于电子运动方向与磁场正交，电子受到一个向心力，使它在两磁极中间平面上作圆周运动，而且电子速度是愈转愈高，为了防止电子在运动中与空气中分子相撞而损失能量，必须把整个系统装在一个用陶瓷或者玻璃等制成的真空室里。真空室是一个环形管，像打足气的内胎一样放置在磁极的中间，在真空管里，装有发射电子的热灯丝（电子枪），聚焦杯使大部分电子射向预定的轨道上，大约电子每旋转一周可以获得几百电子伏特的能量，在磁场上升的第一个1／4周期里，电子可以完成在轨道上几十万次的旋转运动，因此一般此时电子速度已经接近光速，并带有几十百万电子伏特能量，如果这时我们及时注入扩大线圈电流，扩大原来的电子旋转平衡轨道，则电子就被引出打在金属靶子上，发出极强的波长很短的X射线。这射线实际上就是波长很短的电磁波（即光子），利用它可以进行许多光核反应。当然在工业、医学上它也有广泛的用途。
直线加速器
前面我们介绍了许多加速器是圆周形循环加速器，现在再来介绍一种直线型的加速器，这种加速器目前也得到很大的发展。直线型加速器又分两种加速方式，一为漂移管驱送管式，另一种是波导形驱送管式。漂移管式加速器是在管式的高度真空谐振腔中间沿轴线排列一系列的金属管即驱送管，几百兆周的高频电磁场从外面输入之后，电场在整个腔内作振荡。我们设计当质子经过每个驱送管间的缺口时电场方向是保证质子向前加速，而在其他地方由于铜质漂移管的屏蔽作用没有电场，质子在管内没有加速作用，仅仅是漂移而过，所以驱送管又叫漂移管。但在质子经过一个驱送管之后处于两个驱送管（漂移管）之间时，都得到一次加速机会，由于质子速度不断增加，所以为了维持质子经过每一个驱送管所需时间是常数，因此驱送管的长度也必须逐节加长。这种加速器可以加速很重的离子，用途很广。另一种波导式直线加速器，主要用作加速电子，因为电子的质量很小，在它能量不大时，它的速度已接近光速即电磁波在真空中传播的速度，所以只要设法使电磁波的速度适当减慢一些，就可以使电磁波的传播速度与电子加速的速度一致，这样只需调节波导管中的电磁波在向前传播时电场方向与管轴平行，并且电子始终是位于电场向前方向的相位上，则电子就犹如“骑”在电磁波上一直向前，那么在电磁波传递的过程中，电子就不断得到加速。当然，随着电子速度的增加，电磁波的速度也相应的变化，所以在波导管中有很多环形的金属片叫盘荷波导，电磁波和电子从中间孔径中穿过。这种波导式加速器使用的频率很高，一般在几千兆周左右。
为了得到更高能量的粒子，还可以把几个漂移管加速器或波导管加速器连接起来，但是这样加速器要做得很长。
此外，目前为了人工合成丰中子、丰质子的同位素以及研究合成超铀元素，还发展了一种重离子加速器，加速器的“炮弹”特别重，可以加速像235U这样的重元素，所以叫全能加速器。
加速器的种类很多，为了更深入的研究原子核的各种性质以及为了直接研究组成原子核的中子、质子等一系列基本粒子的性质，需要更高能量的加速器。目前有的高能环形加速器直径已达2千米之大，直线型的高能加速器长度甚至超过2千米，加速质子的能量达到500GeV（5000亿电子伏特）。如美国1969—1972年建成的5000亿电子伏特加速器，磁铁重9000吨，电力消耗在峰值时竟达6万千瓦。
为了赶超世界水平，实现四个现代化，我国最近正在建造一台大的高能加速器，它通过几十万伏的高压倍加器引出束流，经几十百万电子伏直线加速器加速，再经10亿电子伏特回旋加速器加速，再进入300—500亿电子伏主加速器使粒子能量最后达到500亿电子伏特。
目前国际上正在倡议搞世界性大加速器，其直径将近20千米，加速能量十万亿电子伏，即比目前最大的加速器再高25倍，估计投资要20亿美元。
以上我们叙述的都是对带电粒子加速器的原理，对于不带电的高能中子怎么得到呢？一般可以通过高能的带电粒子如质子、α粒子轰击其他原子核，使它发生某种可以产生发射中子的核反应来间接得到各种能量中子；也有一种专门产生14MeV中子的中子发生器，它是通过加速氘核轰击氘靶时，产生产额很大的14MeV的高能中子，通常这种中子发生器可以产生1011个中子／秒以上产额的中子。利用中子发生器可以开展许多中子引起的核反应实验，也在工、农、医中得到很大的用途。
还有不少是直接为工农医等部门服务而设计的各种专用加速器，如工业上无损探伤的电子静电加速器和电子感应加速器，以及提高某些材料耐压、耐高温性能的电子辐射处理加速器，农业上有种子辐射处理的专用加速器，医学方面有照射肿瘤的电子加速器和中子发生器，还有产生π介子的高能加速器也用来服务于医学。由此看来，原子核技术已经在人类日常生活中起了不少的作用。
（第三节 ）“炮击”原子核
核反应的简单原理
上一节介绍了许多的加速器，就是说如果我们有了各种各样轰击原子核的工具。现在我们就来研究一下原子核在受到各种能量炮弹的轰击下产生了什么样的变化。显然这里必定有奇花异木、五彩缤纷、极为有趣的现像，让我们把核反应的过程一幕幕地在面前展现吧。我们可以通过许多手段对这些千差万别的核反应过程进行研究；可以探索在这样微小的原子核世界中，在核反应过程中的许多细微的机制问题；以及通过这些实验也就是变革原子核的过程中，我们已经了解到的核反应如何进行，我们又能获得关于原子核结构那些方面的知识。
核反应其实是一个很复杂的过程，现在我们先来略为的介绍一下：独立粒子阶段，就是入射的粒子刚刚接近靶原子核时的情况。这时原子核整体作为一个势场对入射粒子相互作用，也就是说入射粒子很可能实际上根本没有碰上原子核，它的运动路线就发生偏转了，当然这时靶上原子核的成分是不会起任何变化的，入射的和出射的也将是同一种粒子，并且它们彼此还保持相对的独立性，碰以前和碰以后整个系统的总动能是相同，这就是所谓形状弹性散射。当然也会有这样情况，即靶上原子核作为整体，多少受到一些扰动，能量起了变化，那么这时入射的和出射的粒子虽然相同，但它们的动量也将起一定的变化，这就是不完全的弹性散射或称它为非弹性散射。另外一种情况即入射的粒子有很大可能撞到靶上的原子核或者说入射的粒子被原子核吸收了，即变成复合系统阶段，当然这时入射的粒子就可能与出射的粒子不一样了，就可能入射的是中子而出来的却是质子或者入射的是氘核而出来的却是质子等，我们就可以从射进去的粒子和射出来的粒子的种类、能量和射出的方向分布情况，以及发生各种情况的几率去推测靶原子核结构的各种知识。
原子核反应中的几个守恒定律
核反应的过程是错综复杂的，但它也不是毫无规律的，辩证唯物主义认为世界是物质的，而且物质世界是可以认识的，即使在这样小的微观世界里的复杂反应过程中，仍然遵守许多宏观世界中的许多守恒定律。当然，也存在一些微观世界特有的守恒定律。
经过无数的实验反复证实，如下几种守恒定律在一定的范围内是守恒的，我们借助这些守恒定律可以方便地分析和研究那些反应是怎样发生和变化的。当然我们相信在人类认识自然的长河中，某些现在认为是守恒的个别定律有朝一日在某种特定的条件下被打破，成为不守恒或者它们守恒定律所适应的范围有所变化。
在核反应中到底有哪些守恒定律呢？
（1）电荷守恒。反应前后的总电荷量是不变的。
（2）质量数守恒。核反应前后总的质量数不变。
（3）总质量和总能量守恒。反应前后粒子的运动质量的总和不变（指相对论性的质量），并且与质量相联系的总能量也不变。当然一般地说它们的静质量是不守恒，核反应前后静质量的差别正反映着核结合能的变化。
（4）动量守恒。在核反应中，原子核的质量m和这个核具有速度v的乘积叫做该原子核的动量。动量是矢量，它的方向就是速度v的方向。在核反应前后，体系的总动量不变。在质心坐标中，整个体系的动量矢量的总和始终是零。
（5）角动量守恒。核反应前后体系的总角动量不变。
（6）宇称守恒。在核反应过程中整个体系的宇称是不变的。就是说描写整个过程的体系波函数，在空间的反演下具有相同的变换性质。
在核反应过程中除了以上六个守恒定律限制外还有同位旋守恒以及统计性守恒等，这里不一一列举了。
核反应中几个重要概念
了解了上面的介绍以后，我们知道，尽管是在微观的核反应过程中，仍然要遵守着那么多的守恒定律，下面还可以利用这些定律，获得一些核反应的重要的结果。
1.反应能Q
它就是核反应过程总动能变化的差值，通常用Q来表示。我们知道在化学反应过程中要伴随着热能吸收或放出，比如16克氧与2克氢化合成18克水，这个反应过程同时放出70千卡的热。同样，14克的14N和4克α粒子进行14N＋α→p＋17O反应，在核的反应过程中也要释放出能量，不过这能量要比化学反应释放能量大得多，大约是2.7×107千卡。由此看出同样是18克的物质，核反应要比化学反应释放出的能量高出4×105倍，这说明核反应过程能量的变化是何等之大。核反应能的计算可以根据同时满足质量守恒和总能量守恒的原理（但动能的总和在反应前后并不守恒），通过反应过程整个体系静止质量的变化来计算得到。如果静止质量由于核反应过程减少了，则给出正的Q值；相反的，如果核反应过程静止质量增加了，则给出负的Q值，这相当于化学反应过程的放热反应和吸热反应。所以我们常常看到完整的核反应过程的写法是把整个反应过程的Q值同时标明，如：7Li＋p→4He＋4He＋17.28MeV这17.28MeV即反应过程释放的核能。通常这个反应能Q既可以通过计算得到，亦可以从核反应实验中直接测定出来。
核反应的阈能