Нейтро́нный захва́т — вид ядерной реакции, в которой ядро атома соединяется с нейтроном и образует более тяжёлое ядро:
Нейтрон может приблизиться к ядру даже при околонулевой кинетической энергии, так как является электрически нейтральным, в отличие от положительно заряженного протона, который может быть захвачен лишь при достаточно большой энергии, позволяющей преодолеть электростатическое отталкивание.
Процесс взаимодействия ядра с нейтроном носит вероятностный характер и может происходить по трем основным схемам:
Каждому из возможных сценариев соответствует своя вероятность, характеризуемая сечением взаимодействия. Сечения зависят от состава ядра и кинетической энергии нейтрона.
В результате реакции захвата нейтрона образуется более тяжёлый изотоп того же химического элемента, как правило, в возбуждённом состоянии. Возбужденные состояния, энергия возбуждения которых меньше энергии связи частицы или группы частиц в данном ядре, называются связанными. В этом случае возбуждение может сниматься лишь излучением одного или нескольких гамма-квантов. Состояния с энергией возбуждения, превышающей энергию связи частиц, называются квазистационарными. В этом случае ядро может испустить частицу или гамма-квант. У тяжёлых ядер возможно деление. Вероятность деления после захвата нейтрона часто рассматривают отдельно от вероятности захвата, говоря о сечении деления.
Образовавшийся в результате нейтронного захвата изотоп может быть как стабильным, так и нестабильным (радиоактивным). Активация материалов в результате нейтронного облучения (в частности, в ядерных реакторах) является значимым источником радиоактивных отходов.