Нейтро́нная радиогра́фия, неразрушающий метод исследования вещества, использующий нейтронные источники для исследования макроскопической структуры материалов. Впервые предложена в 1938 г. немецкими физиками Х. Каллманном и Э. Куном. Поскольку нейтронное излучение обладает высокой проникающей способностью (проникает на глубину до десятков сантиметров), нейтронная радиография позволяет выявить в толще вещества наличие химических элементов, сильно поглощающих медленные нейтроны ($\text{B, Li, Cd, Gd}$ и др.), и получить двумерные изображения структуры материалов.

В нейтронной радиографии преимущественно исследуются различные варианты взаимодействия медленных нейтронов с веществом: ядерные реакции, рассеяние на большие и малые углы, отражение и преломление под малыми углами на границах сред. Обладая собственным магнитным моментом, нейтрон взаимодействует с неоднородностями магнитного поля в веществе (например, вихрями потока в сверхпроводниках 2-го рода) и магнитными включениями (например, атомами $\text{Fe, Co, Ni}$). Это позволяет проводить анализ магнитной атомной структуры вещества с использованием техники поляризованных нейтронов.

Преимущество нейтронов перед другими проникающими излучениями заключается в том, что для нейтронов лёгкие и тяжёлые ядра обладают сопоставимой рассеивающей способностью. Изменение изотопного состава образцов (например, замена водорода на дейтерий) позволяет эффективно контрастировать структурные элементы, не возмущая структуру и не изменяя химические свойства объектов. Нейтронная радиография практически не имеет ограничений по элементному и фазовому составу исследуемого вещества, агрегатному и химическому состоянию образцов. В качестве образцов могут выступать как неорганические, так и органические материалы (например, полимеры, биологические ткани). Нейтронная радиография позволяет обнаруживать малые количества атомов водорода в веществе, т. к. сечение рассеяния медленных нейтронов на водороде на два порядка выше, чем на других элементах.

Нейтронную радиографию применяют для изучения металлов и сплавов, водородосодержащих веществ и минералов, различных промышленных изделий (деталей машин, трубопроводов, корпусов ядерных и химических реакторов, энергетических установок, двигателей и др.). Нейтронная радиография позволяет выявить наличие дефектов структуры (пустот, трещин, различных включений), имеющих размеры от микрометров до десятков сантиметров. Исключительно важным является использование нейтронной радиографии для контроля динамики (кинетики) различных физических, химических и технологических процессов в условиях, когда мониторинг другими методами невозможен (например, в ядерных реакторах, камерах высокого давления и температуры).