重离子[1] 是指质量数大于4的原子核，即元素周期表原子序数大于2的失去电子的原子的离子。[2] 如碳12、氖22、钙45、铁56、氪84和铀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。在深入进行重离子核物理基础研究的同时，重离子在其他学科中已开始有了应用并受到重视。
加速质量大于a粒子的离子轰击原子核引起的反应[3] 。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)。
原子核物理学的一个分支学科。利用加速到各种不同能量的重离子轰击原子核，研究核结构和运动变化规律。这是近20多年来原子核物理学的一个活跃的前沿领域。重离子束也用来研究原子、分子以及凝聚态的结构和性质[1] 。
重离子放疗[4] ：重离子放射线的粹点是且有质子在放射物理削量分布上的优点．又有蓖强烈曲放射生物学效应，具有比质子更强的肿瘤杀灭效应，特别对光子和质子放射抵抗的|忡瘟，如OO期，s期的肿瘤细胞，乏氧肿瘟细胞和固有的放射抵抗肿瘤，如黑色素癌。以肿瘤中最常见的乏氧肿瘤细胞为例，光子消孤它们的荆量至少需要未灭富氧细胞的3格．而重牧早杀灭乏氧细胞的能力是光子的3倍。由于重粒子更强大的放射生物学效应，因此是把“双刃剑”。如果重离子照射在正常组织和器官上．也将产生严重的放射损伤。因此，必需应用精确的放疗技术，包括重复性好的患者体位固定装置，精确的肿瘤定位．