中子是亚原子粒子，带中性电荷，质量略大于质子，存在于除氢以外的每个原子的原子核中。当不被限制在原子核中时，它们被称为“自由”中子，由核裂变和聚变产生。中子在许多研究领域都有重要应用，包括医学、材料等。
中子是存在于除氢以外的每个原子中的亚原子粒子，通过一种称为中子散射的方法，在科学研究中用于对材料进行无损分析。中子于 1932 年被发现，由于宇宙射线和地球的放射性而自然存在，中子的贡献已经扩展到包括考古学在内的多个领域。值得注意的是，能源部支持中子科学的突破，推动了物质状态、疫苗开发、量子材料、超导性和各种技术应用的进步。
中子是亚原子粒子，带中性电荷，质量略大于质子，存在于除氢以外的每个原子的原子核中。当不被限制在原子核中时，它们被称为“自由”中子，由核裂变和聚变产生。中子在许多研究领域都有重要应用，包括医学、材料等。
中子和质子是在每个原子核内发现的亚原子粒子。唯一的例外是氢，它的原子核只包含一个质子。中子带中性电荷（既不带负电荷也不带正电荷），并且质量略大于带正电的质子。 “自由”中子是那些不再局限在原子核内的中子。这些自由中子是由核裂变和聚变过程产生的。
中子是医学、材料和其他领域研究的重要工具。科学家在研究反应堆和粒子加速器中产生中子。研究人员将这些中子投射到材料样本上。一些中子直接与样品中的原子相互作用，并以不同的角度“弹回”，就像台球比赛中的母球碰撞一样。这种技术称为中子散射。科学家们使用特殊的高速探测器捕捉散射的中子并测量它们的能量、速度和方向。这些信息有助于研究人员计算材料的特性，例如晶体和分子的形状和大小。
研究人员使用中子研究导致 COVID-19 的冠状病毒如何利用其刺突蛋白与细胞膜结合并引起病毒感染。图片来源：橡树岭国家实验室/Jill Hemman
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中子于 1932 年首次被发现。
我们周围是一个微弱的自然“背景”，自由中子是由进入我们大气层的宇宙射线和地壳的天然放射性所产生的。
中子可以是一种分析材料特性的非破坏性方法，这意味着它们不会像其他方法那样在测试过程中对材料造成伤害。
科学家们使用中子来检查考古文物。例如，研究人员使用中子对扎卡里·泰勒总统的头发进行法医测试，以证明他在 1850 年去世时没有中毒。
美国能源部科学办公室：对中子科学的贡献
能源部 (DOE) 科学办公室和基础能源科学办公室支持的研究为涉及中子科学的突破性发现和测量做出了贡献，甚至获得了诺贝尔奖。
中子研究帮助科学家发现了新的物质状态，并了解了材料在机器内部的表现。中子科学帮助确定了针对病毒的新疫苗、开发量子材料以及更接近高温超导性的方法。中子科学促进了手机、医疗扫描仪、喷气发动机、高强度钢、更安全和更持久的电池、癌症治疗等方面的发展。
DOE 支持几个重要的中子散射和成像设施。其中包括橡树岭国家实验室的高通量同位素反应堆和散裂中子源以及洛斯阿拉莫斯国家实验室的洛斯阿拉莫斯中子科学中心。