Fyzika transmutácie
Transmutácia sa deje prostredníctvom jadrových reakcií. V prípade transuránov ide o štiepnu reakciu, alebo skorší záchyt neutrónu a následný prechod na štiepiteľnejší izotop. Uvažuje sa tiež o reakciách spallácie a fragmentácie nabitými časticami alebo neutrónmi. Pre štiepne produkty sú to reakcie (γ,n), (n,γ), (n,2n), (n,p), prípadne spallácia alebo fragmentácia. Teda reakcie jednoduchého alebo viacnásobného záchytu neutrónu a následného β-rozpadu alebo deexcitácie emitovaním γ-kvanta. Pri porovnávaní transmutačných konceptov je nutné hľadieť na nasledujúce kritériá:
 Účinnosť (efektívnosť) transmutácie – stredný počet transmutovaných jadier na jednu nalietavajúcu časticu
 Rýchlosť transmutácie – doba potrebná na redukciu daného množstva jadier na polovicu
 Spektrum vytvorených jadier – ich vplyv na zníženie resp. zvýšenie rádoitoxicity
 Energetická spotreba (transmutačná energia) – energia potrebná na transmutáciu jedného jadra

Transmutácia fotónom
Transmutácia fotónmi má význam hlavne pre jadrá, ktoré majú nízky účinný prierez pre záchyt neutrónov. Sú to jadrá s nadbytkom neutrónov 90Sr, 137Cs. Na transmutáciu sa využíva hlavne fotojadrová reakcia (γ,n). Táto má maximálny účinný prierez pri energii 20 MeV v oblasti gigantickej rezonancie. Prevládajúcim konkurenčným javom je pri tejto energii tvorba párov a to znižuje intenzitu transmutácie, ktorej účinnosť je rádu niekoľkých percent. Fotóny sú produkované ako brzdné žiarenie z urýchlených elektrónov dopadajúcich na ťažký terč. Spektrum brzdného žiarenia je spojité a v prípade 100 MeV elektrónov pripadajú asi 3 fotóny v regióne 20MeV na 10 inicializačných elektrónov. Potom na premenu jedného jadra je potrebných približne 100 elektrónov a celková účinnosť transmutácie je na úrovni jedného percenta. Energetická spotreba bude okolo 10 000 MeV a to je skoro 10-násobok elektrickej energie získanej zo štiepenia. Z tohto je hneď jasné, že táto metóda transmutácie brzdnými fotónmi nie je vôbec výhodná.

Transmutácia protónom
Táto metóda má vyššie účinné prierezy ako predošlá, avšak je tu kulombovská bariéra, ktorá limituje schopnosť protónov interagovať s jadrom. Transmutácia protónmi má zmysel len pri vysokých energiách, ktoré značne prevyšujú kulombovskú bariéru. Jej účinnosť rastie zhruba exponenciálne s energiou a v okolí 600 MeV sa blíži 100 %.