由于中子是电中性的,它具有很强的穿透力。电中性的中子在物质中不能产生直接的电离作用,无法直接探测,只能通过它与核反应的次级效应来探知。中子的穿透力强,而且对人体有危害,对中子需要进行有效的屏蔽。中子的电中性使得我们无法以电磁场来加速、减速或束缚它;自由中子仅对磁场有很微弱的作用(因为中子存在磁矩)。
中子以聚集态存在于中子星中。太阳系里的中子主要存在于各种原子核中。自由中子有着广泛的应用。由于它不带电,中子是研究核反应很好的轰击粒子,即使能量很低,也能引起核反应。中子核反应主要有:
①、中子诱发核裂变。某些重核如U俘获中子发生裂变,同时还放出2~3个瞬发中子,并释放很大的裂变能,这种中子的增殖可使裂变反应持续不断进行,形成链式裂变反应,这是获取核能的重要途径。
②、中子辐射俘获。中子被核俘获后形成复合核,然后通过放出一个或多个γ光子退激,研究γ射线的能谱可以得到复合核能级结构、辐射过程性质的信息,( n,γ )反应对一切稳定核都是重要的,甚至中子能量很低时也能发生,(n,γ)反应还是生产核燃料、超铀元素等的重要反应。
此外,还有中子的弹性散射和非弹性散射;中子被核吸收可放出 2个、3 个或多个中子的( n,2n )、( n ,3n)、( n ,xn)反应;发射带电粒子的(n,X)反应等。中子核反应在研究核结构和核反应机制及核能利用中占有重要地位。
中子具有波动性,慢中子的波长约10米,与晶体内原子间距相当。因此,中子可用来研究物质的微观结构,中子衍射是研究晶体结构的重要技术。中子在工业、技术、医学、生物、材料等诸方面有着广泛的、并在不断发展与开拓的应用,如中子活化分析、中子嬗变掺杂、中子测水、中子测井、中子照相、中子治癌、中子育种、利用中子反应生成放射性同位素等等。