شواهد گوناگون و آزمایشهای متعدد دانشمندان را وادار به قبول وجود نوترون کرد. در سال 1920 رادرفورد وجود یک ذره خنثی را که جرم آن تقریباً برابر با جرم پروتون باشد، در اتم، پیشنهاد کرد.

در سال 1930 بوت و بکر ضمن مطالعات هسته‌ای خود متوجه شدند که وقتی عناصر سبکی از قبیل بریلیم یا لیتیم توسط ذرات گلوله باران شوند، اشعه بسیار نافذی حاصل می‌شود که تحت تأثیر میدان مغناطیسی یا الکتریکی قرار نمی‌گیرند. این دانشمندان تصور می‌کردند که این اشعه منشأ الکترومغناطیسی دارد. به علت قدرت زیاد یون کنندگی، آن را اشعه می‌پنداشتند. چه در اتاق ابرویلسون هیچگونه انحرافی از این ذرات مشاهده نمی‌شود.

در سال 1932 ، چادویک هنگامی که اتمهای بریلیم را با ذرات آلفا بمباران می‌کرد، دریافت که اشعه‌ای با قابلیت نفوذ بسیار زیاد تولید می‌شود. این اشعه در میدان الکتریکی منحرف نمی‌شد و این بدان معنی بود که دارای بار الکتریکی نیست و چون قابلیت نفوذ آن بسیار زیاد است به نظر می‌رسید که باید از جنس اشعه یا اشعه و مانند آنها باشد.

اندازه‌گیری چادویک نشان داد که سرعت این اشعه حدود یک دهم سرعت نور است. بنابراین، این اشعه نمی‌تواند از نوع امواج نورانی و مشابه اشعه یا باشد و خصلت ذره‌ای آن به مراتب بیشتر از آنهاست.

آزمایشهای گوناگون و محاسبات مربوط به آنها نشان داد که این ذرات جرمی در حدود جرم پروتون دارند.

در زیر چند نمونه واکنش هسته‌ای که موجب تشکیل نوترون می‌شود، آورده شده است: