Mô hình hạt nhân hợp chất, mô tả hạt nhân nguyên tử được đề xuất (1936) bởi nhà vật lý người Đan Mạch Niels Bohr để giải thích các phản ứng hạt nhân là một quá trình hai giai đoạn bao gồm sự hình thành hạt nhân trung gian tồn tại tương đối dài và sự phân rã sau đó của nó. Đầu tiên, một hạt bắn phá mất tất cả năng lượng của nó vào hạt nhân mục tiêu và trở thành một phần không thể thiếu của một hạt nhân mới, rất phấn khích, không ổn định, được gọi là hạt nhân hợp chất. Giai đoạn hình thành mất một khoảng thời gian xấp xỉ bằng khoảng thời gian để hạt bắn phá đi qua đường kính của hạt nhân mục tiêu (khoảng 10 −21 giây). Thứ hai, sau một khoảng thời gian tương đối dài (thường từ 10 −19 đến 10 15thứ hai) và độc lập với các tính chất của các chất phản ứng, hạt nhân hợp chất tan rã, thường thành một hạt nhỏ bị đẩy ra và một hạt nhân sản phẩm. Ví dụ, hạt nhân hợp chất silicon-28 được hình thành bằng cách bắn phá nhôm-27 bằng các proton (hạt nhân hydro-1). Hạt nhân hợp chất này bị kích thích, hoặc ở trạng thái năng lượng cao, và có thể phân hủy thành magiê-24 và helium-4 (hạt alpha), silicon-27 và proton, một dạng silicon-28 ổn định hơn và gamma- photon tia, hoặc natri-24 cộng với ba proton và một neutron.
Mô hình hạt nhân hợp chất rất thành công trong việc giải thích các phản ứng hạt nhân gây ra bởi các hạt bắn phá năng lượng tương đối thấp (nghĩa là, các viên đạn có năng lượng dưới khoảng 50 triệu volt).
