يمكن الحصول على تيار من النيوترونات من خلال فتحات في مفاعل نووي، والنيوترونات في مثل هذا الشعاع تكون لها طاقة حركة تمتد على مدى ملموس ولكن للحصول على شعاع من النيوترونات وحيد الموجة أي يتكون من نيوترونات لها نفس قيمة الطاقة فيمكن الحصول عليه بعد حيوده من البلورة، وبعد ذلك يمكن استخدامه في تجارب للحيود فإذا كانت E هي طاقة الحركة للنيوترونات فيكون:

حيث m هي كتلة النيوترون (1.68 × ^27–10 كيلو جرام)، v هي سرعته ومن المعادلات (21-4)، (23-4) يمكن استنتاج طول موجه الشعاع النيوتروني

والنيوترونات الصادرة من المفاعل النووي يكون توزيع طاقتها الحرارية مثل ذلك التوزيع لجزيئات الغاز في حالة اتزان حراري أي أنها تتبع قانون ماكسويل للتوزيع Maxwell distribution low، وعلى هذا فالنسـبـة الأكبر من هذه النيوترونات الحرارية Thermal neutrons لها طاقة حرارية تساوى KT حيث K هو ثابت بولتزمان Boltzmann's constant وT هي درجة الحرارة المطلقة. وإذا كانت هذه النسبة هي المختارة بواسطة البلورة فإنه بالتعويض عن E = KT ينتج:

وإذا كانت T في حدود Kº 300 إلى Kº 400 فإن هذا يعني أن λ تتراوح بين Å 1 إلى Å 2 أي أنها تكون في حدود طول موجة الأشعة السينية.

وتجري التجارب باستخدام جهاز حيود النيوترونات حيث تقاس شدة شعاع الحيود من العينة باستخدام عداد التناسب المملوء بغاز BF₃.

وحيود النيوترونات يختلف اختلافا كبيرا عن حيود الأشعة السينية والإلكترونات في الآتي:

1- الشعاع النيوتروني يكون له قدرة نفاذية أكبر فإذا وضع لوح من الحديد سمكه cm 1 في مسار أشعة إلكترونية فإنه يمتصها بنسبة 100% وكذلك يمتص أشعة إكس التي طول موجتها Å 1.5 بنفس النسبة بينما يسمح بنفاذ 35% من شعاع نيوتروني طول موجته1.5 Å .

2- شدة تشتيت الأشعة النيوترونية تتغير تغيرا غير منتظم مع العدد الذري Z للذرات المشتتة؛ فالذرات التي لها تقريبا نفس العدد الذري يمكن أن يكون لها قدرة تشتت مختلفة كما أنه يمكن لبعض العناصر التي يكون لها أعداد ذرية قيمتها بعيدة عن بعضها البعض أن تشتت النيوترونات بنفس القدرة وأبعد من ذلك فإن بعض المواد الخفيفة مثل الكربون نجدها تشتت النيوترونات بقدرة أكبر من بعض المواد الثقيلة مثل التنجستن. وعلى ذلك فإنه يمكن تعيين التركيب باستخدام حيود النيوترونات لمواد لا يمكن تعيين تركيبها أو يكون من الصعب تعيينه باستخدام حيود الأشعة السينية أو حيود الإلكترونات، وعلى سبيل المثال ففي بعض المركبات التي تحتوي على ذرات كربون وأيدروجين ومادة ثقيلة فإن الأشعة السينية لا ترى ذرات الأيدروجين بسهولة نتيجة قدرتها الضعيفة على تشتيت الأشعة، بينما مواقعها في الشبيكة البلورية يمكن تعيينه بسهولة باستخدام حيود النيوترونات.

النيوترونات أيضا يمكن أن تفرق في أحوال عديدة بين عناصر تختلف أعدادها الذرية بقيمة الوحدة وهي العناصر التي تشتت الأشعة السينية بنفس القدرة تقريبا.

3- النيوترونات لها عزم مغناطيسي صغير وإذا كانت الذرة المشتتة هي ايضا لها عزم مغناطيسي فإنه يحدث تفاعل بين الاثنين ويؤثر ذلك على التشتت الكلي في المواد التي لها ترتيب منتظم لعزم الذرات (المواد الفرومغناطيسية الفريمغناطيسية ferromagnetic and ferrimagnetic) يمكن بواسطة حيود النيوترونات الكشف عن قيم هذه العزوم واتجاهها فقط؛ لذا فإنه بواسطة حيود النيوترونات يمكن دراسة التركيب المغناطيسي.