Neutronų pluoštas yra neutronų srautas, kuris yra subatominės dalelės, neturinčios elektros krūvio ir kartu su teigiamai įkrautais protonais randamos visų cheminių elementų branduoliuose, išskyrus labiausiai paplitusią vandenilio formą, kurioje yra tik protonas. Nors neutronai branduolyje yra stabilūs, laisvasis neutronas skyla į protoną, elektroną ir kitą dalelę, vadinamą elektroniniu antineutrinu; izoliuotų neutronų pusinės eliminacijos laikas yra šiek tiek daugiau nei 10 minučių, o tai reiškia, kad po šio laikotarpio pusė neutronų tam tikrame mėginyje bus suirę. Laisvieji neutronai susidaro branduolio dalijimosi būdu, pavyzdžiui, branduoliniame reaktoriuje, ir gali būti generuojami dalelių greitintuvuose. Neutronų pluoštas turi daug svarbių pritaikymų medžiagų mokslo, medicinos ir saugumo srityse.
Neutronų pluoštai paprastai gaminami naudojant neutronų generatorius, kurie yra dalelių greitintuvai, kurie paleidžia deuterio arba tričio jonus į taikinius, kuriuose yra deuterio, tričio arba abiejų. Deuteris ir tritis yra vandenilio izotopai, turintys atitinkamai vieną ir du neutronus. Deuterio ir tričio sintezė sukuria neutronus, kurie gali būti sufokusuoti į neutronų pluoštą. Šio tipo neutronų generatoriai gali būti palyginti maži ir nešiojami.
Nors dauguma spinduliuotės formų sąveikauja su atomų branduolius supančiais elektronų debesimis, neutronai, būdami elektriškai neutralūs, o ne elektromagnetinės spinduliuotės forma, sąveikauja tik su branduoliais, kurie viso atomo atžvilgiu yra labai maži. Todėl neutronų spindulys yra labai skvarbus ir gali parodyti atominių branduolių padėtį medžiagos pavyzdyje. Skirtingai nuo rentgeno spindulių, neutronų pluoštai gali lengvai prasiskverbti per sunkiuosius metalus, tokius kaip švinas, bet taip pat sąveikauja su lengvais elementais, tokiais kaip vandenilis ir anglis. Remiantis kvantine teorija, visos subatominės dalelės gali elgtis kaip bangos, todėl neutronai turi bangos ilgį. Tai leidžia tiksliai sureguliuoti neutronų pluoštą; ir bangos ilgį, ir pluošto energiją galima reguliuoti, kad būtų galima aptikti konkrečias medžiagas.
Dėl ypatingų neutronų pluoštų savybių atsirado platus pritaikymo spektras, ypač kaip alternatyvus vaizdo gavimo metodas, kuris gali būti naudojamas situacijose, kai rentgeno spinduliai nėra veiksmingi. Jais galima tirti vidines medžiagų struktūras, pavyzdžiui, aptikti metalinių komponentų įtrūkimus ir ertmes, nustatyti junginių atomines ir molekulines struktūras. Jų gebėjimas aptikti lengvesnius elementus, tačiau prasiskverbia pro sunkesnius, leidžia naudoti neutronų pluoštus saugumo patikrinimams. Jie gali aptikti, pavyzdžiui, paslėptus sprogmenis ar radioaktyvias medžiagas. Neutronų pluoštai taip pat turi svarbių medicininių pritaikymų, ypač kai kurių vėžio formų gydymui; neutronų spindulinė terapija gali sunaikinti navikus, kurie yra atsparūs įprastiniam radioterapijos gydymui.