Berkas neutron adalah aliran neutron, yang merupakan partikel subatomik yang tidak memiliki muatan listrik dan ditemukan, bersama dengan proton bermuatan positif, dalam inti semua unsur kimia kecuali bentuk paling umum dari hidrogen, yang hanya memiliki proton. Meskipun neutron stabil di dalam nukleus, neutron bebas meluruh menjadi proton, elektron, dan partikel lain yang disebut antineutrino elektron; neutron terisolasi memiliki waktu paruh sedikit lebih dari 10 menit, yang berarti bahwa setelah periode ini, setengah dari neutron dalam sampel tertentu akan meluruh. Neutron bebas dihasilkan oleh fisi nuklir, misalnya dalam reaktor nuklir, dan dapat dihasilkan dalam akselerator partikel. Berkas neutron memiliki banyak aplikasi penting dalam ilmu material, kedokteran, dan keamanan.
Balok neutron biasanya diproduksi menggunakan generator neutron, yang merupakan akselerator partikel yang menembakkan ion deuterium atau tritium ke target yang mengandung deuterium, tritium, atau keduanya. Deuterium dan tritium adalah isotop hidrogen yang masing-masing mengandung satu dan dua neutron. Fusi deuterium dan tritium menghasilkan neutron yang dapat difokuskan menjadi berkas neutron. Generator neutron jenis ini bisa relatif kecil dan portabel.
Meskipun sebagian besar bentuk radiasi berinteraksi dengan awan elektron yang mengelilingi inti atom, neutron, yang secara elektrik netral dan bukan merupakan bentuk radiasi elektromagnetik, hanya berinteraksi dengan inti, yang sangat kecil dalam hubungannya dengan seluruh atom. Oleh karena itu, berkas neutron sangat menembus dan dapat menunjukkan posisi inti atom dalam sampel material. Tidak seperti sinar-X, berkas neutron dapat dengan mudah menembus logam berat seperti timbal tetapi juga akan berinteraksi dengan unsur-unsur ringan seperti hidrogen dan karbon. Menurut teori kuantum, semua partikel subatom dapat berperilaku sebagai gelombang, sehingga neutron memiliki panjang gelombang. Hal ini memungkinkan berkas neutron untuk disetel dengan baik; baik panjang gelombang dan energi sinar dapat disesuaikan untuk mendeteksi bahan tertentu.
Sifat khusus berkas neutron telah memunculkan berbagai aplikasi, khususnya sebagai teknik pencitraan alternatif yang dapat digunakan dalam situasi di mana sinar-X tidak efektif. Mereka dapat digunakan untuk memeriksa struktur internal bahan, seperti mendeteksi retakan dan rongga pada komponen logam, dan untuk menentukan struktur atom dan molekul senyawa. Kemampuan mereka untuk mendeteksi elemen yang lebih ringan namun melewati yang lebih berat memungkinkan sinar neutron digunakan untuk pemeriksaan keamanan. Mereka dapat mendeteksi bahan peledak atau bahan radioaktif yang disembunyikan, misalnya. Sinar neutron juga memiliki aplikasi medis yang penting, terutama dalam pengobatan beberapa bentuk kanker; radioterapi neutron dapat menghancurkan tumor yang resisten terhadap pengobatan radioterapi konvensional.