Spallation ist eine nichtelastische Wechselwirkung eines Atomkerns mit einem Projektil (Neutron, Proton, einem anderen Kern oder einem Elementarteilchen) hoher kinetischer Energie (> 100 MeV).
Die Spallationsreaktion läuft dabei zweistufig ab. Das Projektil wechselwirkt dabei zunächst mit den einzelnen Nukleonen des Targetkerns, die ihrerseit wieder mit anderen Nukleonen wechselwirken so das eine Teilchenkaskade innerhalb des Targetkerns entsteht. Einige dieser Protonen und Neutronen verlassen dabei den Targetkern mit Energien bis zur ursprünglichen energie des Projektils. Die Hauptrichtung der emittierten Teilchen fällt mit der Richtung des Projektils zusammen. Bei Projektilenergien grösser als 400 MeV können auch Pionen erzeugt werden.
Zurück bleibt ein hochangeregter Restkern in dem die kinetische Energie statistisch gleichmässig über alle Nukleonen verteilt ist. Die zweite Stufe der Spallationsreaktion besteht dann aus dem "abdampfen" von Neutronen und Protonen - weniger häufig auch von α-Teilchen und anderen Kernfragmente - vom Targetkern. Diese Nukleonen haben Energien bis zu 10 MeV und eine isotrope Winkelverteilung. Der verbleibende Kern ist im allgemeinen radioaktiv.