In der obigen Formel steht links oben des Elementsymbols seine Atomare MassenzahlA und darunter die OrdnungszahlZ, die gleichbedeutend mit der Zahl der Protonen ist. Folgende Beziehung gilt für die Zahl der sich im Kern des Atoms befindenden Neutronen:
Somit ist sie um etwa 1,293 MeV größer als die eines Protons.
Der Durchmesser des Neutrons beträgt ca. 1,6∙10-15 m.
Die Neutronen im Atomkern tragen zur atomaren Gesamtmasse bei und bestimmen damit das Isotop des Elements. Das chemischen Verhalten bleibt jedoch gleich, da dies durch die physikalischen Eigenschaften der Atomhülle bestimmt wird, deren Elektronenanzahl wegen der elektrischen Neutralität des Neutrons unabhängig von der Neutronenzahl ist.
Der Atomkern von fast allen Atomen besteht aus Protonen und Neutronen. Die Ausnahme ist das am häufigsten auftretende Wasserstoffisotop, welches nur aus einem einzelnen Proton besteht.
Freie Neutronen entstehen unter anderm durch Kernreaktionen. Das freie Neutron ist instabil und zerfällt mit einer mittleren Lebensdauer von etwa 885 Sekunden in ein Proton, ein Elektron und ein Elektron-Antineutrino:
Neutronen hinterlassen in einer Blasenkammer keine Spur, d. h. sie wirken nicht ionisierend.
Freie Neutronen werden von vielen Atomkernen absorbiert.
Die bei dieser Reaktion entstehenden neuen Atomkerne sind oft radioaktiv; einige wenige Atomkerne spalten sich spontan nach dem Einfangen eines Neutrons.
Man unterscheidet zwischen schnellen Neutronen (E>1MeV) und thermischen Neutronen. Zum Abbremsen (Moderation) von Neutronen müssen Kerne geringer Massenzahl verwendet werden, da der Energieverlust über Stöße erfolgt. In vielen Kernreaktoren (Druck- und Siedewasserreaktoren) entstehen schnelle Neutronen und werden mittels eines geeigneten Moderators (Wasser, Graphit, Deutrium) auf für die Kernspaltung passende Energie abgebremst.
Da Neutronen der Starken Wechselwirkung, aber nicht der Elektromagnetischen Wechselwirkung, unterliegen, helfen sie Atomkerne, mit vielen Protonen, zu stabilisieren. Da ansonsten die Abstoßung der Protonen, aufgrund ihrer gleichen Elektrischen Ladung, zu groß werden würde. Die Elektromagnetische Wechselwirkung ist zwar wesentlich schwächer als die Starke Wechselwirkung, weshalb die Protonen überhaupt zusammenhalten, nimmt aber bei zunehmender Entfernung nicht so schnell ab.
Quantenphysik des Neutrons
Das Neutron hat den Spin 1/2 und ist damit ein Fermion. Außerdem gehört es zu den Baryonen. Neutronen bestehen ihrerseits aus zwei d-Quarks und einem u-Quark (Formel udd).
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