Neutronenstrahlung ist eine Form ionisierender Strahlung, die am häufigsten in Kernreaktoren und Atombomben vorkommt. Es besteht aus Neutronen, neutralen subatomaren Teilchen, die zusammen mit Protonen den Atomkern bilden. Neutronen kommen in allen Elementarkernen mit Ausnahme von Wasserstoff vor. Neutronenstrahlung ist ein Gesundheitsrisiko und gilt nach Alpha-, Beta- und Gammastrahlen als vierte Hauptstrahlungsart.
Neutronenstrahlung und das Neutron selbst wurden in den frühen 1930er Jahren durch Experimente entdeckt, die von James Chadwick, Walter Bothe, Herbert Becker und anderen durchgeführt wurden. Die Strahlung wurde freigesetzt, indem das Metall Beryllium mit Alphateilchen beschossen wurde. Chadwicks sorgfältige Arbeit beim Nachweis der Existenz des Neutrons brachte ihm 1935 den Nobelpreis für Physik ein.
Die bekannteste Rolle der Neutronenstrahlung in der Weltgeschichte stammt aus dem Jahr 1942, als der erste Kernreaktor der Welt, Chicago Pile-1, unter dem Stadion der University of Chicago gebaut wurde. Wissenschaftler hatten die Theorie aufgestellt, dass Energie freigesetzt wird, wenn die instabilen Urankerne mit Neutronen beschossen werden. Außerdem könnte durch das Aufbrechen (Spalten) dieser Urankerne eine sich selbst erhaltende Kettenreaktion in Gang gesetzt werden. Die ultimative Form davon ist eine Atombombe, bei der eine extrem schnelle Abfolge von Kernreaktionen eine beträchtliche Menge der Kernenergie in einem Kern aus angereichertem Uran freisetzt, die ausreicht, um ganze Städte in die Luft zu jagen. Vor den frühen 1940er Jahren hätten sich nur wenige Wissenschaftler, ganz zu schweigen von der breiten Öffentlichkeit, eine so starke Sprengstoff- oder Energiequelle vorstellen können.
Neutronenstrahlung hat die Tendenz, von den Kernen ihres Zielmaterials absorbiert zu werden, wodurch sie radioaktiv wird. Der größte Teil des radioaktiven Materials, das bei der Explosion einer Atombombe entsteht, entsteht auf diese Weise. Wenn der Mensch zu viel Neutronenstrahlung ausgesetzt ist, kann das Fleisch tatsächlich radioaktiv werden und die unglückliche Person schnell töten. Dies ist das Prinzip der Neutronenbombe, einer Waffe, die mit vergleichsweise wenig Wärme oder Licht große Mengen an Neutronenstrahlung freisetzt. Die Neutronenbombe ist ein nuklearer Sprengstoff, der Menschen und Tiere tötet, aber Strukturen intakt lässt.