Neutrony jsou elementární částice bez elektrického náboje (o zhruba stejné hmotnosti jako protony), které vznikají při jaderných reakcích a spontánním štěpením atomů. Důležitou charakteristikou neutronů, která určuje jejich chování, je energie.

Označení neutronů podle energie.

Interakce neutronů s látkou se podstatně liší od interakcí nabitých částic a γ záření. Protože neutrony nemají elektrický náboj, neuplatňují se při interakcích síly elektrické, ale jaderné.

S neutrony reagují v podstatě veškeré stabilní nuklidy (s výjimkou helia ). Jsou to procesy ze všech jaderných reakcí nejhojnější, protože neutron na rozdíl od nabitých částic nemusí překonávat potenciálovou barieru terčového jádra, takže do něho snadno proniká, a vzniká tak složené jádro. Neutron nemůže ionizovat přímo, může však ionizovat nepřímo, a to zejména v prostředí, které obsahuje lehké prvky, především vodík. Pružnými srážkami se totiž jádra vodíku uvádějí do pohybu, při kterém ionizují atomy prostředí. Tento nepřímý ionizační účinek neutronů se uplatňuje i v biologických tkáních a tekutinách.

V případě pohlcení neutronu terčovým jádrem je složené jádro ve vzbuzeném energetickém stavu (tento stav trvá pouze 10^-16 až 10 ^-12 s). Nejjednodušší způsob, kterým může složené jádro přejít do energeticky nižšího stavu, je samozřejmě emise neutronu. Jestliže je přitom zachována rovnost součtu kinetických energií jádra a neutronu před reakcí a po ní, mluvíme o pružném rozptylu. Jestliže jádro po emisi neutronu zůstává ve vzbuzeném stavu, nazýváme takovou reakci nepružným rozptylem. Zbytek kinetické energie jádro vyzáří formou emise elektromagnetického záření.

Největší výtěžky mají jaderné reakce typu, jež nazýváme radiační záchyt. Při této jaderné reakci neutron zůstává ve složeném jádře, to se emisí záření γ snaží zbavit alespoň energie, kterou neutron do jádra přinesl. Reakce tohoto typu mohou probíhat dokonce s největšími výtěžky s neutrony tepelnými. Jsou to nejdůležitější jaderné reakce, kterými lze připravit většinu radionuklidů.

Složené jádro se může také rozštěpit za vzniku dvou jader. Takový proces nazýváme štěpnou reakcí.

Schématické znázornění štěpné reakce.

Různé druhy interakce neutronu s jádrem mají různou pravděpodobnost. Mírou pravděpodobnosti, že dojde k určité jaderné reakci je její účinný průřez.