Khi cho bức xạ sơ cấp tương tác với một cái bia (target), sẽ phát sinh bức xạ thứ cấp, thông thường nhất là gồm bức xạ hãm (sóng điện từ- tia X) và nơtron. Bức xạ sơ cấp thông dụng nhất là tia điện tử từ máy gia tốc. Tùy thuộc vào cường độ dòng điện tử, năng lượng của chúng, vật liệu và bề dày của bia mà ta chọn được dòng bức xạ hãm cần thiế. Phần nơtron trong bức xạ thứ cấp, mà chúng ta quan tâm ở đây, được sinh ra như sau: Tia điện tử sơ cấp từ máy gia tốc bắn vào một loại bia đặc biệt, thì hạt nhân nguyên tử trong bia sẽ bị kích thích và có khả năng xảy ra phản ứng quang hạt nhân: kiểu (e,n) và/hoặc (γ,n). Bắt đầu từ một ngưỡng năng lượng nhất định (ví dụ là 1,7 MeV với bia berylium, 8 MeV với bia wolfram), thì, ngoài bức xạ hãm, trong bia bắt đầu phát ra nơtron. Dòng nơtron đáng kể (để có thể dùng làm nguồn nơtron chiếu xạ công nghiệp) thường thu được từ bia berylium được bắn bằng chùm hạt sơ cấp là deutron (2H+) năng lượng 8 – 50 MeV, và chùm nơtron sinh ra sẽ có phổ năng lượng từ không tới gần năng lượng tia sơ cấp tới bia, với cường độ dòng (thông lượng) tỷ lệ với dòng ion sơ cấp (và hạn chế bởi lượng nhiệt chuyển đi khỏi bia). Dòng nơtron từ một tấm bia beryllium “dày” 1cm có thể đạt tới 3,1.1010, 2,7.1011, và 5,8.1011 n/s.µA/ góc đặc tương ứng với các năng lượng dòng ion deuteron tới bia là 16, 33 và 50 MeV. Có thể thu được các nơtron 10-15 MeV mật độ dòng cỡ 1011n/cm2s (tương đương mật độ dòng nơtron nhanh trong lò phản ứng (Xem mục 2.3.1. ở trên) bằng cách dùng cyclotron cỡ nhỏ (đường kính 30 inches ≈ 75 cm), năng lượng deuteron 15 – 20 MeV, là loại gọn nhẹ, dễ sử dụng và khá rẻ.
Số photon gamma đồng hành chỉ chiếm <10% số nơtron từ bia beryllium, và tỷ số ấy giảm khi tăng năng lượng ion deuteron tới.
Trên các bia làm bằng nguyên tố nặng hơn beryllium (ví dụ wolfram/đồng) thì suất nơtron thu được sẽ giảm đi, nhưng vì các lí do kĩ thuật khác người ta vẫn hay dùng bia nặng ấy.
Máy phát nơtron chuyên dụng cỡ nhỏ (đường kính 40 cm, dài 80 cm, dòng tổng 280 mA), dùng máy gia tốc kiểu biến thế (transformator) 280 kV và phản ứng deutrium+tritium cho dòng nơtron 5,6.1012 n/ s từ bia crom/đồng, năng lượng 14-15 MeV, là một lựa chọn rất đáng quan tâm. So sánh nó với máy gia tốc cyclotron, thì thấy cyclotron có ưu thế là (1) thay đổi được năng lượng và phổ năng lượng nơtron;
Nhưng máy phát nơtron thì (1) gọn hơn, (2) rẻ hơn, (3) dễ vận hành hơn và (4) dễ thay đổi hướng dòng nơtron hơn.
Chiếu nơtron trong lò phản ứng hạt nhân: Topaz đem chiếu xạ nơtron nhanh, sinh ra màu lam, không cần xử lý nhiệt tiếp theo. Màu điển hình là lam vừa phải đến lam ánh xám (grayish blue), đôi khi mô tả là lam thép hay lam mực, tên thương mại là lam Luân Đôn (London blue). Xử lý nhiệt có thể dùng để làm cho màu lam nhạt đi hay còn gọi là “ phai mực”.
Mẫu chiếu xạ nơtron trong lò hạt nhân Đà Lạt, dùng tấm Cd (cadmium) che chắn bớt nơtron nhiệt, giảm thiểu được phóng xạ tàn lưu. Chiếu trên kênh 4 (xuyên tâm) cho sản phẩm ít nhiễm “mực” hơn là chiếu bên trong lò, nơi cường độ gamma và nơtron nhiệt quá cao.
Viên đá sau xử lý có tính phóng xạ mạnh, và phải lưu giữ nhiều tháng để giảm phóng xạ xuống dưới mức an tòan. Và các nhà sản xuất hay nhập khẩu sản phẩm này đều phải được giấy phép của Ủy ban pháp luật hạt nhân NRC
2.2.1.3. Hộp đựng nguyên liệu
Tuỳ thuộc vào mục đích chiếu các hộp đựng nguyên liệu được thiết kế khác nhau sao cho phù hợp.