导语：中子的发现不仅是原子核内部结构研究的重要里程碑，也为人类利用核能奠定了重要基础，标志着人类敲开利用核能的大门。中子的发现及其应用是二十世纪最重要的科技成就之一。

  卢瑟福的预言

1919年，卢瑟福用α粒子轰击干燥的氮气，击中氮原子核，使氮转化为氧，并释放出一个质子，实现了人类历史以来第一次人工核反应。

卢瑟福

卢瑟福的实验证明了原子核内部有质子，但实验中存在着一些无法解释的现象。例如，氦原子有两个电子，根据正负电荷平衡，核内应该有两个质子。然而，氦原子核比氢原子核（即质子）重4倍，但如果氦原子核由4个质子构成，那么正负电荷不再平衡。为解释实验中存在的矛盾，卢瑟福想到原子核中可能并非只有质子这唯一的基本成分。1920年，卢瑟福首次提到原子核里中性子的概念。

由于当时实验中用的α粒子是利用镭的自然衰变产生的，能量不高，始终无法击碎原子核。在有了粒子加速器后，也因当时的加速器能量不够高，轰击原子核的尝试一直没能取得大进展，原子核的神秘大门并未打开。

  查德威克发现中子

查德威克是卢瑟福的学生。1932年查德威克精心设计实验，用α粒子轰击铍，再用铍产生的射线轰击氢、氮，结果打出了氢核和氮核。由于γ射线不具有从原子中打出质子所需要的动量，他断定这不可能是γ射线的作用。

查德威克

他测量了被打出的氢核和氮核的速度，并由此推算出了打出它们的新粒子的质量。只有假定是一种质量跟质子差不多的，电中性粒子，才能解释，发现了中子。

查德威克因发现中子获得1935年诺贝尔物理学奖。

在发现中子以前，人们对于原子核的内部结构不完全清楚，发现中子之后，人们才知道原子核是由中子与质子组成的。因此，中子的发现对认识原子核内部结构是一个转折点，具有重大的理论意义，也为原子能的利用开辟了道路，敲开了人类进入核能时代的大门。

  用中子当“炮弹”

中子不带电荷，很容易接近原子核并被吸收，科学家们由此想到可以用中子作为“炮弹”来轰击各种元素的原子核，便有了一系列重要发现，20世纪30年代也被誉为是核物理学发展的黄金时代。

当时，费米和同事用中子轰击了周期表中的所有元素，并辨认了因此而产生的具有放射性的元素。他们观察到：把中子源和被轰击的物体放在大量石蜡中，放射性会增加很多倍。

费米

费米用“慢中子”解释这一现象。他认为，由于质子和中子的质量相等，所以当快中子与静止的质子发生碰撞时，快中子损失能量变为“慢中子”，慢中子与重原子核的反应截面比快中子大得多。慢中子的发现为后来研究重核裂变的链式反应和原子核反应堆的理论设计奠定了基础。

费米因发现用中子产生新的放射性元素和开展慢中子核反应的研究工作，获得了1938年度诺贝尔物理学奖，被誉为中子物理学之父。

哈恩和斯特拉斯曼1938年进行了中子撞击铀的实验，发现了中子诱发铀裂变。

哈恩（中）

斯特拉斯曼