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Unter einer Kernumwandlung versteht man die Umwandlung von Atomkernen in andere Kerne. Diese kann freiwillig (spontan) oder durch äußere Einflüsse und Bedingungen erfolgen. Zu den Kernumwandlungen gehören der spontane radioaktive Zerfall, die Kernspaltung und die Kernfusion. Darüber hinaus gibt es eine Reihe weiterer Kernumwandlungsprozesse, die meist infolge äußerer Einflüsse vor sich gehen.
Bei Kernumwandlungsreaktionen werden in der Regel große Energiemengen umgesetzt.

Beim radioaktiven Zerfall wandeln sich Kerne, die außerhalb der Zone stabiler Nuklide liegen, freiwillig bzw. spontan durch Aussenden einer radioaktiven Strahlung in einen stabileren Kern mit niedrigerem Energieinhalt um.