الف) چشمه رادیوایزوتوپی

می‌توان با بمباران کردن یک عنصر مناسب، رادیوایزوتوپی ساخت که از خود نوترون گسیل می‌کند. واکنش‌های تولید نوترون را می‌توان به‌صورت زیر دسته‌بندی کرد. شکل ۵ شماتیک روش فعال‌سازی نوترونی را نشان می‏‌دهد.

شکل ۵- نمودار شماتیک روش فعال‌سازی نوترونی

واکنش‌های که از ابتدایی‌ترین راه‌های تولید نوترون بوده و چادویک در کشف نوترون و پس از آن هوسی در آنالیز نوترونی از آن استفاده کردند. معادله کلی این واکنش به‌صورت زیر است:

این واکنش بر اساس علامت Q، می‌تواند گرمازا (۰<Q) و گرماگیر (۰>Q) باشد.

واکنش‌های که اکثر آن‌ها گرمازا بوده و معادله کلی آن‌ها به‌صورت زیر است:

واکنش‌های که تمام این نوع واکنش‌ها گرماگیر هستند و انرژی آستانه آن‌ها حداقل ۷۸۲/۰ است. شمای کلی این واکنش به صورت زیر است:

واکنش‌های ، که با آن‌ها می‌توان تقریباً نوترون‌های تک انرژی تولید نمود. معادله کلی روش فوتونوترون نیز به‌صورت زیر است:

یک منبع دیگر تولید نوترون، ایزوتوپ‌هایی هستند که از طریق شکافت خودبه‌خود، نوترون تولید می‌کنند. معروف‌ترین و پرمصرف‌ترین این نوع از چشمه‌های نوترونی، کالیفرنیم ۲۵۲ Cf)^۲۵۲) است؛ زیرا در میان هسته‌های سنگین، بیشترین شکافت خود به خودی را دارد و به همین دلیل بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. کالیفرنیم ۲۵۲ در راکتورهای هسته‌ای تولید می‌شود. نیمه عمر چشمه‌های در مقایسه با چشمه Cf)^۲۵۲) نسبتاً طولانی‌تر می‌باشد. چشمه کالیفرنیم دارای نیمه عمر ۵/۲ سال است درحالی‌که نیمه عمر چشمه امرسیوم-برلیوم Am-Be)۲۴۱) حدود ۴۳۲ سال و چشمه پلوتونیم-برلیوم Pu-Be)۲۳۸) حدود ۸۹ سال است.

اما چشمه کالیفرنیم در مقایسه با چشمه ، شامل مقدار اندکی ماده فعال است، بنابراین می‌توان چشمه کالیفرنیمی را در ابعاد خیلی کوچک ساخت. از طرفی با توجه به گستره طیف انرژی نوترون حاصل از منبع کالیفرنیم، حفاظت از بلور آشکارساز در برابر نوترون‌های کم انرژی تر چشمه کالیفرنیم در مقایسه با چشمه ساده‌تر می‌باشد. بعلاوه طیف انرژی نوترونی چشمه کالیفرنیمی دائمی بوده و شار ثابتی دارد؛ بنابراین، چشمه کالیفرنیم نسبت به چشمه ، بیشتر مورد توجه مراکز پژوهشی، دانشگاهی و پزشکی قرار گرفته است.

منبع کالیفرنیم یا هر منبع ایزوتوپی دیگر، در تمام زاویه فضایی (π۴) تابش می‌کند که باعث کاهش شار نوترونی می‌شود. البته می‌توان با افزایش اندازه نمونه و زیاد کردن مدت پرتوافکنی، عیب کمبود شار این منبع را تا حد زیادی برطرف کرد، اما این کار باعث بالا رفتن خطا می‌شود. از دیگر معایب منبع کالیفرنیمی، هزینه‌های محافظتی و نیاز به یک وسیله نقلیه ویژه برای حمل‌ونقل چشمه یا نمونه می‌باشد، زیرا این نوع از ایزوتوپ‌های خود به خودی، دائم پرتودهی می‌کنند.

ب: دستگاه مولد نوترون

واکنش هم‌جوشی اساس کار دستگاه‌های مولد نوترون است. معمولاً در این روش دوتریم را یونیزه می‌کنند و آن را در یک میدان الکتریکی شتاب می‌دهند. سپس آن را با یک تریتیم یا دوتریم دیگر برخورد داده تا واکنش همجوشی رخ دهد.

این نوع واکنش‌ها معمولاً، نوترون‌های تک انرژی تولید می‌کنند. انرژی نوترون‌های حاصل از واکنش(D,T) در حدود MeV ۱۴ و بیشینه شار نوترون قابل تولید با آن n/cm^۲.s ۱۰۸ است. همچنین انرژی نوترون‌های حاصل از واکنش(D,D) در حدود MeV ۵/۲ و بیشینه شار نوترون قابل تولید توسط آن n/cm^۲.s ۱۰۵ است. از دستگاه مولد نوترون می‌توان (با استفاده از کندکننده) نوترون‌های حرارتی به دست آورد، اما معمولاً از دستگاه‌های هم‌جوشی برای کاربردهایی که احتیاج به نوترون‌های سریع دارد، استفاده می‌کنند.

ج: راکتورهای هسته‌ای

راکتورهای هسته‌ای را می‌توان به‌عنوان مناسب‌ترین چشمه نوترونی، نام برد. شار نوترونی در یک راکتور علاوه بر پایداری، بسیار زیادتر از بقیه چشمه‌های نوترونی است. معمولاً در یک راکتور، شار نوترونی با حرکت از نوترون‌های حرارتی به سمت نوترون‌های پرانرژی، به‌سرعت کاهش می‌یابد؛ اما این توزیع از یک راکتور به راکتور دیگر متفاوت است.