Yapay elementler, mevcut elementlere proton veya nötron eklenerek yapılır. Mevcut bir radyoaktif elementin atomuna bir atom altı parçacık demeti ateşlenir. Bu atom fazladan bir proton yakaladığında veya fazladan bir nötron yakalayıp bozunduğunda, yeni bir element oluşur.
Sentetik elemanlar oluşturmak için kullanılan en yaygın işlem ek nötronlar eklemektir. Atom çekirdeğinin nötr yüklü nötronu elektriksel yüke sahip bir parçacıktan kabul etmesi daha kolaydır. Çekirdeğe katıldıktan sonra, ekstra nötron beta bozunmasına uğrar ve bir proton haline gelir. Bu ekstra proton, atomu, baz elementin daha ağır bir izotopundan tamamen yeni bir elemente değiştirir.
Bir proton ışını ateşleyerek protonlar doğrudan atoma eklendiğinde, beta çürümesinin ara basamağı olmadan yeni bir eleman oluşur. Bu, pozitif yüklü çekirdek ve protonlar birbirlerini ittiği için nötron eklemekten daha zor bir işlemdir.
Uranyum, sentetik elementler oluşturmak için kullanılan en yaygın temel elementtir. Plütonyum gibi çok küçük doğal miktarlarda bulunan elementler oluşturmak için de kullanılır. Bu elementler doğada var olsa da, aynı işlemi kullanarak daha büyük miktarlarda üretilirler.
