Là phương pháp chiếu xạ (bắn phá) các hạt nhân trong môi trường bằng các hạt gia tốc, sự bắn phá các hạt nhân bền vững bằng các hạt gia tốc ( , , ,p d) và bằng notron hoặc bằng phát xạ gamma có thể diễn ra các hiện tượng sau:
Phản ứng hạt nhân nhận dạng A(p,q)B hấp thụ. Trong đó A là hạt nhân bị bắn phá bằng hạt p và bị hấp thụ, còn B là hạt nhân tạo thành và phát xạ hạt năng lượng q.
Ví dụ: Phản ứng photon – notron: 9Be (, n) 8Be có năng lượng En = 1,67 MeV
Khuếch tán của các hạt dùng để bắn phá phụ thuộc vào tỷ số khối của hạt nhân/ khối lượng hạt bắn phá và góc tạo bởi giữa hướng ban đầu và sau tương tác.
Ví dụ: Khi các nơtron nhanh va chạm với các hạt nhân chúng sẽ bị mất dần năng lượng và chuyển động lệch hướng và chậm dần.
Để giảm năng lượng của một nơtron từ 2MeV xuống 0,025MeV thì nơtron cần va chạm với hạt nhân của nguyên tố cacbon 114 lần, hoặc va chạm với hydro 18 lần. Năng lượng càng thấp thì hiện tượng khuếch tán nơtron trong môi trường càng rõ rệt. Ở trạng thái nhiệt (En = 0,025eV) thì nơtron lan tỏa trong môi trường theo định luật khuếch tán.
Trong các giếng khoan thăm dò tìm kiếm các khoáng sản khác nhau (dầu, than, quặng, đá quý,…) người ta thường dùng biện pháp chiếu xạ (bắn phá) các lớp đất đá bằng các tia gamma hay chùm hạt nơtron để quan sát và đo vẽ các hiệu ứng do các va chạm của chúng với môi trường nghiên cứu. Vì vậy, ở đây ta chỉ giới hạn xét tương tác của hai phép chiếu xạ nêu trên.
29