Synthetische Elemente werden hergestellt, indem Protonen oder Neutronen zu bestehenden Elementen hinzugefügt werden. Ein Strahl subatomarer Teilchen wird auf ein Atom eines bestehenden radioaktiven Elements geschossen. Wenn dieses Atom ein zusätzliches Proton einfängt oder ein zusätzliches Neutron einfängt und zerfällt, wird ein neues Element gebildet.
Der am häufigsten verwendete Prozess zur Herstellung synthetischer Elemente ist das Hinzufügen zusätzlicher Neutronen. Der Atomkern kann das neutral geladene Neutron leichter aufnehmen als ein elektrisch geladenes Teilchen. Nachdem es sich mit dem Kern verbunden hat, durchläuft das zusätzliche Neutron einen Beta-Zerfall und wird zu einem Proton. Dieses zusätzliche Proton verwandelt das Atom von einem schwereren Isotop des Basiselements in ein völlig neues Element.
Wenn Protonen durch Abfeuern eines Protonenstrahls direkt zum Atom hinzugefügt werden, wird ein neues Element ohne den Zwischenschritt des Betazerfalls gebildet. Dies ist ein schwierigerer Vorgang als das Hinzufügen von Neutronen, da sich der positiv geladene Kern und die Protonen gegenseitig abstoßen.
Uran ist das am häufigsten verwendete Grundelement zur Herstellung synthetischer Elemente. Es wird auch verwendet, um Elemente zu erzeugen, die in sehr kleinen natürlichen Mengen vorkommen, wie zum Beispiel Plutonium. Obwohl diese Elemente in der Natur vorkommen, werden sie nach demselben Verfahren in größeren Mengen hergestellt.
