Belə sürətləndiricidə zərrəciyə, məsələn, α-zərrəciyə verilən kinetik enerji radioaktiv çevrilmədən yaranan α-şüalanmanın enerjisindən 100 000 dəfələrlə böyük olur. Sürətləndirilmiş zərrəciklə (protonla) ilk nüvə reaksiyası 1932-ci ildə aparılmışdır. O, litium nüvəsinin iki helium nüvəsinə çevrilmə reaksiyasıdır (b):
37Li + 11p → 24He + 24He.
Reaksiyadan yaranan iki helium nüvəsinin kinetik enerjisi sürətləndirilmiş protonun kinetik enerjisindən böyük olmuşdur. Bu o deməkdir ki, litium nüvəsinin daxili enerjisinin bir hissəsi yeni yaranan helium nüvələrinin kinetik enerjisinə sərf olunmuşdur.
Nüvə reaksiyalarının tədqiqində neytronun kəşfi çox mühüm rol oynadı. Belə ki, elektrik cəhətdən neytral olan neytron hətta sürətləndirilmədən də maneəsiz şəkildə atom nüvəsinə daxil olaraq onu başqa nüvəyə çevirə bilir.