Фотоядерні реакціями називають ядерні реакції під дією g-квантів. Оскільки атомні ядра можуть випускати # 947; -кванти, вони повинні і поглинати їх. Прикладом фотоядерних реакцій можуть служити реакції типу (g, n) і (g, р). Ці реакції часто називають ядерним фотоефектом через наявність енергетичного порога Е0. як і у атомного фотоефекту. Так само як і атоми, які можуть, як випускати, так і поглинати фотони, ядра, що мають в своєму складі більше одного нуклона, не є винятком. Поглинання кванта енергії викликає збільшення енергії ядра. Такий стан є відносно довготривалим і має всі властивості складеного ядра. Розпад такого складеного ядра може відбуватися двома шляхами. Якщо енергія збудження ядра менше енергії зв'язку нуклона, то в кінці кінців буде виданий g-квант. У тому ж випадку, коли енергія збудження перевищує енергію зв'язку одного з нуклонів, можливий виліт з ядра нуклона, тобто відбувається ядерна реакція. Енергетичний поріг цих реакцій, подібно червоною кордоні фотоефекту для атомів, яка визначається енергією зв'язку електрона в атомі, визначається енергією зв'язку нуклонів в ядрі і дорівнює
Так як енергія g-квантів природних радіоактивних елементів не перевищує 3 МеВ. то Фотоядерні реакції під дією g-квантів природних джерел можна спостерігати тільки на ядрах, у яких енергія зв'язку (відділення) нуклона становить
2 МеВ. Першу Фотоядерні реакцію здійснили в 1932 р Гольдхабер і Чедвік:
, ,
яку стали називати реакцією фоторозщеплення Дейтона. Ця реакція йде без утворення складеного ядра, так як дейтон не має збуджених станів.
Згодом спостерігалася ще одна реакція під дією g-квантів природних радіоактивних джерел:
.
Було встановлено, що на ядрах з А <100 фотоядерные реакции (g,n) и (g,р) идут с образованием составного ядра, о чем свидетельствовало изотропное распределение вылетающих нейтронов и протонов. Однако для реакций (g,р) на ядрах с А> 100 було виявлено, що кутовий розподіл протонів з максимальною енергією не є ізотропним, а спостерігається виліт переважно в напрямку 90 # 730; до пучку квантів гальмівного випромінювання. Вихід протонів був занадто великий (
в 100 разів) в порівнянні з виходом, який предсказиввает модель складеного ядра. Пояснити ці факти виявилося можливим, якщо припустити, що має місце механізм прямого виривання периферійних протонів з ядра електромагнітним полем g-квантів. Коливання вектора електромагнітного поля g-квантів відбуваються в площині, перпендикулярній вектору імпульсу, а максимальна енергія, яку може мати протон становить
де Sp - енергія відділення протона.
Реакція (g, n) протікає завжди з утворенням складеного ядра.
Детальне вивчення поведінки перетину реакцій (g, n) і (g, р) від енергії # 947; квантів, дозволило встановити, що для всіх ядер перетину s (Еg) збудження фотоядерних реакцій (рис. 6.8.2) мають в області 10 ÷ 20 МеВ дуже широкий резонанс (Г
5 ÷ 6 MеB), за що це явище отримало назву гігантського резонансу.