Une source émet des neutrons rapides (vitesse initiale> 10000 Km/s) et dont l'énergie initiale est comprise entre 4 et 6 MeV. Ces neutrons ont un pouvoir de pénétration élevé qui leur permet d'entrer en collision avec les noyaux atomiques de la formation. Au fur et à mesure de leur pénétration, ils perdent progressivement de leurs énergie suivant deux phases:

Intéraction corpusculaire.

• Phase de ralentissement : les neutrons sont plus ou moins ralentis selon leurs angles d'incidence et selon que leur masse se rapproche ou non de celle des noyaux rencontrés. Les collisions avec les noyaux d'hydrogène ont un effet prépondérant puisque la masse de ces noyaux est sensiblement la même que celle des neutrons. Ainsi ralentis, les neutrons atteignent l'état thermique dans lequel leur énergie vaut 0.025 eV et leur vitesse 2500 m/s.Si le détecteur compte les neutrons ainsi ralentis on parle alors de log Neutron-Neutron.

• Phase de capture : Lorsque l'énergie devient inférieure à 0,025 ev les neutrons thermiques sont finalement capturés par les noyaux de certains éléments. Les noyaux de chlore sont les plus efficaces pour capturer les neutrons thermiques. Cette capture s'accompagne d'émission de rayons gammas. On parle alors de log Neutron-Gamma