世界上的物質(zhì)是由分子和原子構(gòu)成的，原子就像是原子核和核外電子的微小太陽(yáng)系，質(zhì)子和中子構(gòu)成了原子核。 

　　中子作為組成原子核的基本粒子之一，不帶電，因此被稱(chēng)為中子。它是由劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室的英國(guó)物理學(xué)家詹姆斯·查德威克于1932年發(fā)現(xiàn)的。中子對(duì)輕的原子核非常敏感，能夠精確測(cè)得分子結(jié)構(gòu)中的氫原子位置，還能定位“摻雜”在重原子中的其他輕原子。中子的這種特性，使它能夠“拍攝”到材料的微觀結(jié)構(gòu)，跟蹤正在運(yùn)動(dòng)中的原子核分子的行為。

　　中子主要是通過(guò)“中子散射”過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的研究：當(dāng)一束中子入射到所研究的對(duì)象上時(shí)，與研究材料中的原子核或磁矩發(fā)生相互作用，向各個(gè)方向散射開(kāi)來(lái)。就好像一束光打在半透明的物體上，有的光透過(guò)物體，有的光被反射或散射，這樣我們能夠從各個(gè)方向上看到物體。中子束流打到樣品上時(shí)，大多數(shù)中子會(huì)穿過(guò)樣品，不受任何阻礙，但有些中子將直接與樣品的原子核發(fā)生相互作用，運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變而發(fā)生分散傳播，就像彈珠游戲一樣。通過(guò)測(cè)量散射出來(lái)的中子能量和動(dòng)量的變化，可以在原子、分子尺度上研究各種物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，告訴人們?cè)印⒎肿釉谀睦?，在做什么，這種研究手段叫做中子散射技術(shù)。

　　中子散射和X射線技術(shù)都是人類(lèi)探索物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的有力手段。慢中子散射技術(shù)是當(dāng)今研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)最重要的工具之一，與同步輻射光源在很多方面有相輔相成的作用，在非常寬廣的研究領(lǐng)域如材料、物理、生物、化學(xué)、地學(xué)和工程等研究中都是很有效的工具。與其它物質(zhì)結(jié)構(gòu)的手段相比，中子散射具有以下明顯的特點(diǎn)或優(yōu)勢(shì)：

　　寬廣的波長(zhǎng)范圍：與物質(zhì)中原子間距相近，是度量物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)最適合的標(biāo)尺，探測(cè)范圍從氫原子到生物大分子。

　　合適的能量覆蓋：適合研究物質(zhì)中各種不同的相互作用和動(dòng)態(tài)過(guò)程，探測(cè)范圍從分子振動(dòng)、晶格振動(dòng)到電子層躍遷。

　　直接與核作用：對(duì)輕元素原子靈敏和可以區(qū)分同位素，是研究生物大分子的強(qiáng)有力工具。

　　中子磁矩： 很適合用來(lái)研究磁性材料中的微觀磁結(jié)構(gòu)和磁漲落。

　　對(duì)樣品系統(tǒng)擾動(dòng)?。河欣谘芯课⒂^結(jié)構(gòu)的細(xì)微變化。

　　高穿透性：易于開(kāi)展工業(yè)大部件和極端條件下物質(zhì)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)的研究。

　　【相關(guān)小知識(shí)】

　　中子散射：中子作為一種粒子，與材料中的原子核相互作用，運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變而分散傳播，發(fā)生散射。