中子活化指将样品用中子照射后，样品中
原子经
中子俘获而变得具有放射性的过程。俘获中子后的原子核通常会立即
衰变，释放出中子、
质子或阿尔法粒子同时生成新的
活化产物。这些活化产物半衰期或长或短，从几秒钟到几十年都有可能。
核素钴60就是通过中子俘获反应在
核反应堆中制备。
中子活化过程中，某些核素俘获中子后会发生核裂变。例如，轻元素中的铍-9能吸收快中子，发生裂变反应生成两个阿尔法粒子和额外的中子，同时释放能量。在
中子通量高的环境中，如核反应堆，中子活化会引起材料的腐蚀。因此，反应堆的内衬材料必须定时更换，且换下来的内衬需按照
低放射性废物处理。选择不易活化的材料作为内衬可以减轻腐蚀问题，降低泄露风险。
某些元素极难以中子活化，因为它们俘获中子后会变成更重但稳定的
核素。这类元素包括氢、氦、碳、氮、氧、、硅、钛、铬、铁和铂。例如，镁、和
汞俘获中子后，要么生成长寿核素，要么只有低于10%的
原子受到
活化。要活化这些元素，
中子通量必须足够高。这些性质在实际应用中非常重要，例如，水和蒸汽只有在溶解了放射性
溶质或与放射性物质混合后才会有放射性。由于水很难活化，
蒸馏可以有效去除
放射性污染。同样，生命过程中的大部分分子也很难被中子活化，但这并不意味着生物体能抵抗
中子辐射。
中子活化的一个重要应用是
中子活化分析（
naa），这是一种高灵敏度的痕量分析方法。使用高通量中子流（如
核反应堆中的通量约为10^11~10^14 n/cm^2/sec）可以检测到0.1 ppb的浓度，而
加速器产生的低通量快中子也能检测到约1 ppm的浓度。检测灵敏度会根据实验条件和被测
核素而有所不同。中子活化分析很少需要或不需要样品制备，适合复杂物质的分析。作为一种“无损”分析法，它可以进行表面和微区分析，因此适用于古董、艺术品以及法医鉴定等领域。这种分析方法最早由
乔治·德海韦西（George Hevesy）和希尔德·李维（Hilde Levi）在1936年提出。
钴60的制备是中子活化的一个例子，其反应方程式为：59 27Co + n → 60 27Co。钴-60通过释放
电子和
γ射线衰变成-60，其半衰期为5.27年。由于钴-59的天然
同位素丰度为100%且容易获得，钴-60成为一种易得、有效的
放射源，广泛用于放射性治疗。