Neutronen sind Bestandteil von Atomkernen. Eine elektrische Ladung haben sie nicht, sie sind neutral. Daher rührt auch der Name Neutronen, den ihr Entdecker James Chadwick erfand (Entdeckung der Neutronen). Ihr Spin beträgt ½, ihre Masse 1,67 * 10^-24 Gramm. Freie Neutronen, die sich außerhalb eines Atomkerns befinden, leben 886 Sekunden, knapp 15 Minuten lang – das ist für ein instabiles Elementarteilchen sehr lange. Dann zerfallen Sie in ein Elektron, ein Proton und ein Antineutrino.

Freie Neutronen wechselwirken mit den Elementarteilchen in einem Atomkern, wenn sie auf ein Atom treffen. Deshalb hängt ihre Wirkung auf das Atom von der Zahl der Neutronen und Protonen in dem Kern ab. Atomkerne mit einer bestimmten Anzahl von Protonen und Neutronen nennt man ein Nukild. Nuklide mit gleicher Anzahl von Protonen, aber verschiedener Anzahl von Neutronen, nennt man die Isotope (eines Elements). Während die Wechselwirkung von Röntgenstrahlen mit Materie im wesentlichen durch die Elektronenhülle der Atome bestimmt ist und damit für alle Isotope eines Elements (nahezu) gleich ist, wechselwirken freie Neutronen mit den Elementarteilchen im Atomkern, sodass für verschiedene Isotope des gleichen Elements verschiedene Wechselwirkungen beobachtet werden (Warum Neutronen?).