放射性核素中子源是利用放射性核素衰變時所放出的壹定能量的射線或粒子，去轟擊某些靶物質、產生核反應而發射中子的裝置。由於組成原子核的質子和中子在核內受到很強的核力作用，而被牢固地束縛在壹起，因此要使中子從原子核中釋放出來。就必須供給大於中子結合能的能量。中子在不同的核內結合能各不相同，大約在1～20MeV之間。在放射性核素的各種衰變方式中，從能量上看，只有α衰變和γ衰變所放出的α粒子和γ射線才能在某些靶核上引起中子發射。因此，放射性核素中子源又分成α中子源和γ中子源，此外，還有壹種利用重核自發裂變產生中子的自發裂變中子源，即鐦-252源。
放射性核素中子源的輻射強度是和源中放射性核素的總量有關的。人們習慣上把核素每單位活度每秒所產生的中子數定義為放射性核素中子源的中子產額。由於放射性核素的不斷衰變，放射性核素中子源的輻射強度也隨時間不斷減小。某壹時刻t的源輻射強度In可按下式進行計算：
放射性勘探方法
式中：I0為零時間的中子源輻射強度；λ為放射性核素的衰變常數。
放射性核素中子源的特點是體積小、使用方便。中子測井就常選用這種源。其缺點是中子源輻射強度不高，中子譜成分復雜。
(壹)α中子源
這種源由α輻射體和靶物質構成。鈾、釷、錒鈾系的某些α輻射體以及某些人造重元素常被選作源的α輻射體，如釙、鐳、鎇等。靶物質為穩定核素，壹般為輕元素，用得最多的是鈹。因為在所有的輕元素中，鈹的(α，n)反應中子產額最高，其反應式為
放射性勘探方法
表5-3列出了常用的α中子源。
表5-3 常用的α中子源
(二)γ中子源
γ中子源是利用(γ，n)反應產生中子的裝置。由於(γ，n)反應都是吸熱反應。因此只有γ射線的能量大於中子在靶核中的結合能時，反應才能發生。穩定核素中，只有9Be和D的中子結合能最低，產生(γ，n)反應的閾能分別等於1.665MeV和2.224MeV。壹般都用它們來作γ中子源的靶物質。γ輻射體可選用天然或人工放射性核素，常用214Bi、208Tl、228Th、124Sb等。上述核反應式為
放射性勘探方法
放射性勘探方法
γ中子源的主要特點是，能量呈單色性，它可以提供從20keV到1MeV之間某些能量點的單能中子。因而這壹類源多數用作中子的能量標準。γ中子源的壹般結構是，將γ輻射體裝在壹個容器內，外面包以鈹或重水，作成圓柱體或球形。γ中子源的主要缺點是產額低、壽命短，又伴隨有很強的γ輻射。
(三)自發裂變中子源
利用超鈈元素自發裂變產生中子的裝置,稱為自發裂變中子源。所謂“自發裂變”是指在沒有外來粒子作用和沒有外界激發條件存在時,原子核自行分裂成兩塊或多塊碎片的核反應過程。實驗發現只有重核才能自發裂變,以鐦 252 (252Cf)作中子源最為合適。因為它的半衰期較長,自發裂變中子產額很高 (2.31 ×1012中子/s·Bq),而其他重核並不同時具備這兩個特點。
鐦-252在周期表中，是人類迄今能夠大規模生產的最後壹個核素。有三種生產方式：利用加速器合成；利用地下熱核爆炸法合成；利用核反應堆照射超鈾元素，通過連續俘獲中子和β衰變生產鐦-252。後者是目前獲得可稱量數量252Cf的唯壹方法。前兩種途徑尚未脫離研究階段。
鐦-252中子源和(α，n)、(γ，n)中子源不同，它無需任何靶材料，源的中子產額只由252Cf的數量決定，而與252Cf存在的物理狀態、化學形式無關。這就大大縮小了中子源的體積。含1g252Cf的放射源，包括容納α衰變產生的氦氣的空間在內，體積還不到1cm3。源的外形也可因用途而各異。
由於鐦-252中子源具有體積小、中子產額高、結構簡單、輻射強度穩定等優點，在地質勘探工作中有著極其廣闊的應用前景。某些發達國家，現已完成了鐦-252中子源在地質勘探現場應用的全面評價。銅、銀、金、錳、鈦、鎳、鈾、釷等礦產的現場勘探實驗證明，252Cf的中子測量技術是探明地下和海底沈積礦產的有效方法。