Gli elementi sintetici sono fatti aggiungendo protoni o neutroni agli elementi esistenti. Un fascio di particelle subatomiche viene sparato su un atomo di un elemento radioattivo esistente. Quando questo atomo cattura un protone extra, o cattura un neutrone in più e decade, viene formato un nuovo elemento.
Il processo più comune utilizzato per creare elementi sintetici è l'aggiunta di neutroni aggiuntivi. È più facile per il nucleo atomico accettare il neutrone a carica neutra di una particella con una carica elettrica. Dopo che si unisce al nucleo, il neutrone extra subisce il decadimento beta e diventa un protone. Questo extra protone cambia l'atomo da un isotopo più pesante dell'elemento base a un elemento completamente nuovo.
Quando i protoni vengono aggiunti direttamente all'atomo sparando un raggio di protoni, si forma un nuovo elemento senza il passaggio intermedio del decadimento beta. Questo è un processo più difficile dell'aggiunta di neutroni, poiché il nucleo e i protoni con carica positiva si respingono a vicenda.
L'uranio è l'elemento base più comune utilizzato per creare elementi sintetici. Viene anche usato per creare elementi che esistono in quantità naturali molto piccole, come il plutonio. Mentre questi elementi esistono in natura, vengono prodotti in quantità maggiori utilizzando lo stesso processo.
