炸药、毒品和有机物品通常密度相近，且都由碳（C）、氮（N）、氧（O）、氢（H）四种元素组成，但含量却存在明显区别：炸药含O、N量均高，而普通有机物品不具有N、O含量均高的特点，据此为区分爆炸物和普通有机物品提供了可能。设备基于中子活化分析技术，利用不同能量的中子与炸药、毒品中C、N、O、H元素的核子相互作用，释放出特定的伽马射线。并对特定伽马射线进行探测，确定元素的相对含量，从而识别出可疑违禁品。

热中子分析方法（TNA）主要是根据炸药中氮（N）的含量一般高于日常物品，通过检测热中子引起的N俘获而发射的10.8兆电子伏（MeV）γ射线，给出被检测物质N元素的相对密度分布图。这种方法仅用含N量的多少做出判断，很难避免误判或漏判。

快中子分析法（FNA）通常使用基于氘氚的中子管产生的14兆电子伏快中子。C、O、N原子在快中子场照射下，快中子与C、N、O原子核发生非弹性散射作用，放射出特征伽马射线：C只发射一种特征伽马射线4.43兆电子伏；O发射18种，以6.13兆电子伏为主；N的特征伽马射线有41种，5.11兆电子伏伽马稍强些。通过探测这3个反应的γ射线强度，可以确定C、N、O的比例。比TNA法可靠。但也有些物品和炸药具有相同的C、N、O的比例，仍不可避免误判。

脉冲快中子和热中子结合法（PFTNA）的目的是设法确定物品中的C、N、O和H四种元素的含量比。用脉宽为微秒、脉冲间隔约为100微秒的氘氚脉冲中子管产生的脉冲快中子照射被检物，在快中子脉冲宽度内测量得到快中子与C、N、O原子的非弹性散射γ谱；在两脉冲之间检测慢化的热中子与H、N俘获反应的特征伽马射线。H的热中子俘获反应放射出的特征伽马射线能量为2.23兆电子伏。

通过对脉冲快中子和热中子测得的N的强度归一化处理，就能得到C、N、H、O的相对含量，对于确定类似炸药的物质有利。

以上三种方法给出的是有关元素的二维密度分布图像。下面两种方法则有可能给出C、N、O三种元素的三维分布图，因此可以检查出爆炸物的轮廓。

脉冲快中子束分析法（PFNA）用小型加速器产生准直快中子脉冲（典型能量6～9兆电子伏，脉冲为纳秒宽度），对被检测物扫描，根据阵列探测器收集到的有关元素发射的特征γ射线与快中子脉冲发射时间的关系，给出C、N、O三种元素的三维密度分布图。

伴随α离子-中子飞行时间法（API-TOF）把快中子分析技术(FNA)再推进一步，目的在于提供中子非弹性γ的三维图像。利用基于氘氚的中子管产生的14兆电子伏中子和伴随α离子的时空关联性质，给出非弹性γ的三维图像。14兆电子伏中子和α离子作为氘氚反应的产物，它们是同时、同地产生的，飞行方向相反，因此通过给α离子定位就可以确定14兆电子伏中子的飞行方向。通过确定α离子和随后中子核非弹性散射γ到达探测器的时间差，确定中子核相互作用点离源的距离，通过测定γ能谱确定相互作用点物质的核成分。因此，API-TOF法能确定炸药的空间位置，并给出炸药粗略的轮廓。

后两种方法需要亚纳秒级的时间分辨技术。另外还有中子共振吸收法（NRA）和中子弹性散射法（NES）等方法。

中子违禁品检查设备主要由中子源、γ探测器、γ谱数据分析专用软件、违禁品识别数据库及识别软件、提高探测系统信噪比装置、检测机架、自动检测控制部分等构成。

主要应用于机场、港口、铁路、公路、重要机构出入口、大型集会活动场所入口等，检查对象有箱包、货船、装载的集装箱车、卡车、小轿车等。