Premena chemického prvku na iný prvok, zvyčajne prostredníctvom jadrovej reakcie alebo rádioaktívneho rozpadu, pri ktorej sa mení počet protónov v jadre atómu. Často prebieha ako sled viacerých nadväzujúcich transmutácií, keď sa prvok postupne premieňa v dôsledku po sebe nasledujúcich rádioaktívnych rozpadov s cieľom dosiahnuť čo najstabilnejšiu konfiguráciu nukleónov v jadre.

Príkladom takejto sekvencie transmutácií je premena uránu na plutónium v množivom reaktore. Jadro uránu-238 zachytí neutrón a zmení sa na urán-239. Tento nestabilný izotop podlieha beta mínus rozpadu a mení sa na neptúnium-239 (jeden neutrón v jadre sa rozpadne na protón, elektrón a antineutríno), ktoré sa následným ďalším beta rozpadom premieňa na plutónium-239.

Základná schéma elektrárne riadenej urýchľovačom (ADTT)

Transmutácia uránu-238 na plutónium-239 prostredníctvom viacerých po sebe nasledujúcich procesov. (Zdroj: EnergyEncyclopedia.com)