التفاعل النووي هو عملية تغيير في نواة الذرة تتسبب في تحولها إلى نواة أخرى وتحرر طاقة هائلة. يمكن أن يحدث التفاعل النووي بسبب التحلل الإشعاعي للعناصر المشعة أو عند تعرض العناصر للإشعاع النووي مثل النيوترونات.
يتم تطبيق التفاعلات النووية في الكيمياء الإشعاعية لعدة أغراض. على سبيل المثال، يُستخدم التفاعل النووي لإنتاج العناصر المشعة المستخدمة في العلاج الإشعاعي للأمراض مثل السرطان. كما يُستخدم التفاعل النووي أيضًا في توليد الطاقة النووية في المفاعلات النووية.
بالإضافة إلى ذلك، يُمكن استخدام التفاعلات النووية لتحليل العينات الكيميائية وتحديد تركيز العناصر المختلفة فيها باستخدام تقنيات مثل النيوترونية المباشرة والتحليل النووي بالاشعاعية. هذه التقنيات تعتمد على تفاعل النواة المستهدفة مع الإشعاع النووي لإصدار إشعاع إشعاعي يمكن قياسه وتحليله لتحديد تركيز العنصر المطلوب.