Trước khi tìm thấy nơtron, thì trong các phản ứng hạt nhân, người ta chỉ dùng các hạt đạn mang điện như α, π, δ,…Nhược điểm chính của các hạt đạn này là chúng chịu lực cản Culông khi tiến dẫn tới các hạt nhân bia do đó hạn chế khả năng xuyên sâu vào bên trong hạt nhân, dẫn tới làm giảm tiết diện hiệu dụng của phản ứng hạt nhân.
Với hạt nơtron thì nhược điểm trên được khắc phục bởi vì hạt nơtron không mang điện nên không chịu lực cản Culông và dễ dàng xuyên sâu vào trong hạt nhân. Sự bắt nơtron có thể xảy ra khi một nơtron có năng lượng tuỳ ý va chạm với một hạt nhân. Chính vì vậy, sau khi phát hiện ra hạt nơtron thì hàng loạt các phản ứng hạt nhân được thực hiện và từ đó đã làm xuất hiện vô số các đồng vị phóng xạ mới, mở ra một hướng nghiên cứu thực nghiệm để giải thích lý thuyết về cấu trúc hạt nhân. Ngày nay đã có một ngành vật lý nơtron riêng biệt.
Các phản ứng do nơtron gây ra rất đa dạng. Ví dụ:
Phản ứng bắt bức xạ: Nơtron bắn vào hạt nhân bia và bị bắt, hạt nhân tạo thành ở trạng thái kích thích phóng xạ γ.
Hạt đồng vị phân rã β-.
(3-5)
Phóng xạ nhân tạo Poditrôn. Ứng dụng của động vị phóng xạ
Phản ứng phân hạch: là loại phản ứng đặc biệt, dùng nơtron bắn vào hạt nhân Urani 235 ta thu được các nơtron thứ cấp với số lượng nhiều hơn gấp hai, ba lần phản ứng này cung cấp cho ta một nguồn năng lượng khổng lồ mà con người có thể sử dụng vào mục đích hoà bình. Chúng ta sẽ xem xét loại phản ứng này ở chương sau.