质子发射可以发生在一个原子核从高激发态之后的一个β衰变，在这种情况下，该过程被称为β-延迟质子发射，或者，可以发生在一个质子非常丰富的原子核（或低激发态的核同质异能素），在这种情况下，该过程非常类似于α衰变。一个质子为了逃脱原子核，这个质子的分离能必须为负值 - 质子因此在有限时间内能解开束缚和隧道穿出原子核。

质子发射（也称为质子放射性）是一种放射性衰变类型，其中一个质子被从原子核中发射。在天然存在的同位素中质子发射没有被看见过；但是，质子发射器可以通过核反应产生，通常利用某种粒子加速器。

虽然立刻的（即不是beta延迟的）质子发射是早在1969年就从钴-53的一个异构体中被观察到，没有其他的质子发射状态被发现，直到1981年在质子放射性基态的-151和-147在西德亥姆霍兹重离子研究中心（GSI）的实验中被观察到。在这一突破之后，该领域的研究蓬勃发展，并且到今天为止已发现有超过25种同位素显示出质子发射。质子发射的研究帮助了对于原子核变形，质量和结构的理解，它是量子隧穿效应奇妙的纯粹例子。

核反应指的是某种微观粒子与原子核相互作用（碰撞）时，使核的结构发生变化，形成新核，放出一个或几个粒子的过程；重核可以发生裂变。

从原子物理学上来说，参与核反应碰撞的粒子数目可以超过两个，但因三个以上的粒子在同一时间在同一位置相撞的几率远低于两个粒子，因此实际上这种情况几乎不会出现。

任何核反应都遵从质能守恒、电荷守恒等守恒定律。

粒子加速器（英语：particle accelerator）是利用电场来推动带电粒子使之获得高能量。日常生活中常见的粒子加速器有用于电视的阴极射线管及X光管等设施。只有当被加速的粒子置于抽真空的管中时，才不会被空气中的分子所撞击而溃散。在高能加速器里的粒子由四极磁铁（quadrupole magnet）聚焦成束，使粒子不会因为彼此间产生的排斥力而散开。

粒子加速器有两种基本型式，环形加速器和直线加速器。

贝塔衰变（英语：beta decay，即β衰变）是放射性原子核放射电子（β粒子）和中微子而转变为另一种核的过程。

1896年，安东尼·贝克勒尔（A. H. Becquerel）发现的放射性；1897年，欧内斯特·卢瑟福（E. Rutherford）和约瑟夫·汤姆逊（J. J. Thomson）通过在磁场中研究铀的放射线偏转，发现铀的放射线有带正电，带负电和不带电三种，分别被称为α射线，β射线和γ射线，相应的发出β射线衰变过程也就被命名为β衰变。

1957年，美籍华裔物理学家吴健雄用钴60的β衰变实验证明了在弱相互作用中的宇称不守恒。

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