中子對物質探測非常有用。中子可以在反應堆或加速器中產生。基于加速器產生的最強中子源稱為“散裂源”。散裂源通過將高能離子送入重元素靶的過程來產生中子。散裂源是目前世界上亮度最高的中子源。
中子的若干固有特性使其成為物質探測的基礎：
- 中子是中性粒子，自原子核向各個方向發生散射。這使得中子比離子束或x射線更能穿透探測對象。這種中子穿透應用之一就是對大型工程物體（如發動機體）內部的應力層深度進行三維映射。
- 中子具有的核自旋使其對材料中的磁矩位置和方向非常敏感，也對許多磁學研究的探頭選擇很敏感。
- 中子的質量意味著它可以將動量和能量傳遞給一個樣本，使其對研究材料內部的基本振動非常有用，得出關于化學鍵強度和磁場相互作用的信息。
中子可以通過反應堆或加速器中的核反應產生。一個散裂源就是一臺高能加速器。高能加速器能用超過0.5 GeV（千兆電子伏特）能量的質子轟擊一個重元素靶（如汞或鎢）。這些金屬“釋放”自由中子相互碰撞。散裂源是世界上最亮的研究用中子源。由于加速器可以迅速地進行脈沖運行，散裂源通常為脈沖中子源，與大多數反應堆不斷產生中子不同。
原子能機構視情況支持一些國家發展中子源（研究堆或加速器），并在技術開發中發揮協調作用。先進冷慢化劑設計項目就是一個例子。在最初的散裂或裂變反應中產生的快中子攜帶的能量對許多材料研究來說太多，必須在到達樣品前減少。通常，慢化劑是液態水（熱源）或富含氫的冷凍液體或固體（冷源）。原子能機構正在進行一個關于供反應堆或散裂源使用的先進冷慢化劑設計 協調研究項目，旨在改善其全球設計和性能。
散裂源將被用于未來的混合動力反應堆。這將使用未經減速的散裂中子來燃燒核廢物，或者使核燃料增殖。世界上有若干個涉及這個領域的項目正在開發中。
散裂源的全球清單見原子能機構加速器知識門戶網站。