重离子是指质量数大于4的原子核，即元素周期表氦核以后(原子序数大于2的失去电子的原子)的离子。如碳12、氖[nǎi]22、钙45、铁56、氪[kè]84和铀[yóu]238等。重离子已开始应用到放射生物学、放射诊断和放射治疗等方面。在放射治疗癌症方面，同X射线相比，重离子在生物体中线能量转移值高，而且可以精确地控制剂量及射程，定位性能好，射程末端的释放能量集中，可使杀伤效果集中在需要照射的局部范围内，而减小对周围健康组织的损伤。 重离子核反应
加速质量大于a粒子的离子轰击原子核引起的反应。重离子能够产生的核反应种类比轻离子要多得多，并在某些重要方面与轻离子核反应有很大差别。重离子相对运动的德布罗意波长（见波粒二象性）很短，典型的量级只有0.1飞米（fm），比原子核的半径小得多，重离子碰撞过程的典型情况可以利用经典粒子碰撞的轨道图像来描述。20世纪60年代中期以来，人们先后通过重离子核反应合成了各种超？元素（Z=102～109），并用于远离β稳定线的核素以及高激发态、高自旋态核的研究。从60年代中期到70年代初期，重离子核反应逐步成为获得人工合成超钔[mén]元素的主要手段。 重离子是具有结构的复合粒子，它所引起的核反应机制在某些重要方面同轻离子核反应有很大的差别。人们还可以根据研究的需要，选择各种靶核和弹核的结合，这也是重离子核反应的一个独特的优点。 重离子相对运动的德布罗意波长λ很短，典型的量级为1/10fm。比原子核的直径小得多，然而对于4MeV的质子同样轰击Th，则λ≈2.25fm，比重离子的德布罗意波长大得多。因此，重离子碰撞过程的典型情况可以利用经典粒子碰撞的轨道图像来描述，重离子碰撞过程的反应机制可以按照碰撞参量b或轨道角动量l来进行分类，即随着b或l的减少，两个原子核的相互作用由表面到内部，顺次发生弹性散射、非弹性散射（主要是库仑激发）、转移反应（重离子核反应中一般将弹性散射、非弹性散射和转移反应统称为准弹性散射）、重离子深部非弹性碰撞和全熔合反应(有时随着b的减小，会先发生全熔合反应，后发生深部非弹性碰撞)。