即中子能譜學(xué)，是核反應(yīng)能譜學(xué)的一部分。通過測量出射中子的能譜、截面、角分布等，或反應(yīng)產(chǎn)物的各種參量隨入射中子能量變化的規(guī)律，獲得有關(guān)核結(jié)構(gòu)和核反應(yīng)機(jī)制的信息及有實(shí)際應(yīng)用價值的核參量。具體研究內(nèi)容包括以下幾個方面。
　　中子共振研究 　中子被靶核AX吸收,形成復(fù)合核A+1X，當(dāng)復(fù)合核的能量接近某一激發(fā)態(tài)的能量時，中子同靶核相互作用的幾率急劇增加，出現(xiàn)共振。靶核吸收中子生成的復(fù)合核處于高激發(fā)態(tài)，是不穩(wěn)定的。它可以放出一個中子回到初始核的基態(tài)（彈性散射），也可能發(fā)射一個或接連發(fā)射幾個γ光子最終到達(dá)A+1X核的基態(tài)(輻射俘獲)。對一些重核還可能發(fā)生裂變反應(yīng)。對某些輕核有可能發(fā)射 α粒子或質(zhì)子，而且截面相當(dāng)大。分析共振能區(qū)(En揥100keV) 的截面數(shù)據(jù)可以得到共振能級的能量、寬度(壽命)、自旋、宇稱等參量。當(dāng)入射中子能量較高時，由于實(shí)驗(yàn)上能量分辨率不夠高或者由于復(fù)合核能級互相重疊而測量不出單個的共振，這時可以研究共振能級的平均性質(zhì)：平均能級間距、強(qiáng)度函數(shù)（見中子核反應(yīng)）等。
　　中子能譜測量 　測量裂變中子譜，反應(yīng)堆中子能譜以及各種產(chǎn)生中子的反應(yīng)〔例如 (α,n)、(p,n)、(n,2n)等〕的中子能譜，通過這些能譜的測量可以得到有實(shí)際應(yīng)用價值的數(shù)據(jù)和獲得核結(jié)構(gòu)和核反應(yīng)機(jī)制的一些有關(guān)知識。
　　反應(yīng)截面測量 　包括共振區(qū)以上的快中子能區(qū)的各種中子引起的和帶電粒子引起的、產(chǎn)生中子的反應(yīng)截面（包括微分截面）的測量。這類截面測量可以提供有實(shí)用價值的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，也為核理論研究提供數(shù)據(jù)。
　　角分布測量 　包括共振中子、快中子和帶電粒子引起的核反應(yīng)的出射中子的角分布研究。角分布可以相對測量，也可以絕對測量。通過角分布數(shù)據(jù)的理論分析可以獲得例如共振能級的自旋宇稱等參量。不少核的中子角分布數(shù)據(jù)具有實(shí)用價值。
　　測量方法 　在實(shí)驗(yàn)中，常用的探測方法有以下幾種（見中子探測）。
　�、亠w行時間法。通過中子飛行時間測量定出中子的能譜，是當(dāng)前主要使用的中子能譜測量方法（見飛行時間技術(shù)）。
　　②反沖質(zhì)子法。通過反沖質(zhì)子的數(shù)目和能譜測量,定出中子的數(shù)目和能譜。其中常用的有含氫的各種氣體和固體探測器、帶含氫輻射體的望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)以及核乳膠等。
　　③核反應(yīng)探測法。通過用6Li玻璃、3He正比管等,測量6Li(n，α)T和3He(n，p)T反應(yīng)的帶電粒子產(chǎn)物的脈沖幅度，獲得中子能量的信息。
　�、荛撎綔y器法。一些核素的(n,2n)，(n,p)，(n,α)等反應(yīng)的剩余核具有放射性且其激發(fā)曲線具有不同的反應(yīng)閾值�？梢杂枚喾N具有不同反應(yīng)閾值、反應(yīng)類型的核素在中子場中進(jìn)行照射后測量其剩余核的活性，通過適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理獲得此中子場的中子能譜數(shù)據(jù)。所用的閾探測器種類越多，閾探測器的激發(fā)曲線數(shù)據(jù)越精確，獲得的能譜數(shù)據(jù)就越精確。