研究重離子引起的核反應及其產物的化學，是核化學的一個重要的組成部分。重離子指比α粒子（氦4）重的離子，如碳12、氖22、鈣45、鐵56、氪84和鈾238等。質子、氘核、氦3和氦4稱為輕離子。
20世紀50年代中期，隻有少數加速器能加速一些較輕的重離子，如碳、氮、氧等，用來進行一些初步的重離子核反應機理研究和合成超鈾元素。70年代和80年代，美國、蘇聯、聯邦德國、法國等相繼花費瞭很大的投資，建造瞭各種大型的重離子加速器。其其中著名的有美國勞倫斯-伯克利實驗室的巨型重離子直線加速器(super HILAC)和法國岡城的國傢大型重離子加速器(GANIL)等。1976年聯邦德國重離子研究協會又建成瞭一臺原則上能加速周期表上從鋰到鈾的全部粒子的加速器，命名為全粒子直線加速器(UNILAC)。有瞭這些強大的重離子加速器以後，重離子核物理和重離子核化學的研究發展顯著。
由於重離子的質子數較大，引起核反應的庫侖作用比輕離子大得多；同時重離子給核反應帶來的動量也較大，生成的復合核具有較高的激發能和角動量。重離子核反應引起瞭核的深刻變化，發生瞭新的核反應，並由此提出瞭新的反應機理，豐富瞭低、中能核物理和核化學的研究內容。
在庫侖激發研究中，重離子核反應提供瞭巨大的庫侖激發勢，而且它的激發截面大，又能產生多次激發能級。重離子核反應還能形成高激發態和高角動量的核。這些對深入瞭解核結構和核力，發展核理論都起瞭很大的促進作用。
在重離子核反應機理的研究中，深部非彈性散射是一種嶄新的核反應機理。從1973年以來，它引起瞭核科學傢的極大重視，從理論和實驗兩個方面對這個新的核反應機理進行瞭大量的研究工作。
自1962年用重離子核反應發現瞭242Amm這類形狀同質異能素(shape isomer)的自發裂變現象以來，在92＜Z＜98這個區域內共找到瞭近40個形狀同質異能素，其中大部分核素是通過重離子核反應合成的。研究這種新的裂變核是裂變物理和裂變化學中的一個重要發展。
根據理論上的推算，存在約6000多種核素，目前科學傢通過各種核反應途徑已經發現的核素為2000多種，還有大量的核素有待於發現。雖然可以估計到絕大多數新核素的半衰期極短，且生成反應的截面又極小，合成和鑒定都很困難，但通過重離子核反應，每年都能發現一些新的核素。
在超鈾元素的合成，尤其是後超鈾元素及鐒後元素(Z＞103) 的合成中，重離子核反應始終起著主要的作用。1981年重離子研究協會的科學傢，通過重離子核反應成功地合成瞭新元素107、108、109，這些新發現是重離子核化學的出色成果。
參考書目
戴光曦等編：《重離子物理》，原子能出版社，北京，1982。
P.E.Hodgson，Nuclear Heavy-ion Reactions，Clarendon Press，Oxford，1978.