现在连小学生都知道，原子核由质子和中子组成。当初人们是怎么发现中子的呢？
1919年，英国科学家卢瑟福首次发现原子核中的质子。当时人们猜测，原子核是由电子和质子组成的，电子和质子碰到一起会发生湮灭，它们的质量会转化为α和β辐射能量。但卢瑟福不赞成这种观点。他认为原子核所带正电数与原子序数相等，而原子量却比原子序数大，这说明如果原子核仅由质子和电子组成，它的质量是不够的，因此原子核中可能还存在一种不带电荷的中性粒子。
1929年，德国科学家波特在用α粒子轰击铍原子核时，发现产生了一种未知辐射，贯穿能力极强，能穿透几厘米厚的铅板。他误认为这是γ辐射。两年后，居里夫人的女儿和女婿约里奥·居里夫妇在用放射性钋源所产生的α射线轰击铍时发现，这种“铍辐射”居然能够将含氢物质中的质子撞击出来。但他们没有深究，错失了这一良机。
卢瑟福的学生查德威克重复了这一实验，发现所谓“铍辐射”其实是一种高速不带电荷的粒子流。经过测量，发现它具有和质子几乎完全相同的质量，证明它就是卢瑟福所预言过的中性粒子，取命名为“中子”。
他发现除了铍在α粒子轰击下能发射中子外，硼、锂也能放射中子。由此可知，中子确是组成原子核的又一个重要粒子，它的平均寿命只有17分钟，然后就会放出电子变成其他粒子。查德威克因此项发现而荣获1935年诺贝尔物理学奖。
1932年，德国青年物理学家海森堡根据物理学的一些原理，指出原子核里不可能有电子；他认为原子核是由质子和中子组成的，电子只在核外面运动。这种原子核模型很容易解释元素周期表和同位素，因而被科学界广泛接受，成为我们今天所熟知的常识。
意大利科学家费米对中子引起的核反应进行过不少研究，他在1934年成功地进行了以中子轰击方法产生人工放射性的实验，发现了慢中子效应，因此获得1938年诺贝尔物理学奖。1938年，德国科学家哈恩等人发现中子会诱发核裂变，由此人们发现了原子核的结合能，最终导致1942年世界上第一座核反应堆的建成和原子弹的诞生。
中子辐射在其他方面也得到大量应用。科学家用反应堆或医用粒子加速器产生的中子束流治疗癌症病人，或用中子辐射方法产生人工放射性同位素，对病人进行放射性诊断和治疗，治愈了成千上万的肿瘤患者。此外，还出现了中子活化分析、中子掺杂生产半导体器件、中子辐照育种、中子探伤、中子照相、中子测井等先进技术，广泛应用于材料、生命科学、资源勘测、环境监测、农业增产等领域。