Джерелом швидких нейтронів є порошкоподібна суміш альфа-випромінювання (полоній, плутоній або радій) і мішені (берилій або бор), запаковану в герметично запаяну ампулу, яка захищення латунним кожухом.
Утворення нейтронів відбувається за наступним принципом. Ядро берилію, яке використовується в якості мішені, взаємодіючи з альфа-частинкою (42He), перетворюється в ядро вуглецю. При цьому утворюється нейтрон:
.
За складом суміші мішені та випромінювання розрізняють наступні джерела швидких нейтронів: плутоній-берилієві (Pu+Be), полоній-берилієві (Pо+Be), радій-берилієві (Ra+Be), радій-борні (Ra+B), полоній-борні (Pо+B).
Суттєвий недолік радієвих джерел – висока інтенсивність гамма-випромінювання, що супроводжується виходом кожного нейтрона. На практиці радіометричних досліджень свердловин переважно використовують полонієві-берилієві джерела, вихід супроводжуючого гамма-випромінювання в яких на чотири порядки нижчий, ніж у радій-берилієвих. З цієї точки зору ще більш перспективно використовувати плутонієві джерела, в яких гамма-фон практично відсутній.
Ампульні нейтронні джерела мають і інші недоліки, які понижують ефективність радіометричних досліджень свердловин: загроза опромінення обслуговуючого персоналу, немонохроматичність енергетичного спектру і відносно мала енергія випромінюючих нейтронів, зміна виходу нейтронів у часі, складність створення в свердловині нестаціонарних нейтронних полів.
На практиці промислових геофізичних досліджень свердловин у якості джерел швидких нейтронів використовують свердловинні генератори нейтронів.