瞬发裂变中子测井法是直接探测²³⁵U裂变效应，属于“直接测铀”的测井方法，以此可以获得瞬发裂变中子沿钻孔的分布规律，进而解决沿钻孔分布的地层铀含量计算及其为铀矿储量估算提供所需的基础数据等问题。

瞬发裂变中子的一次发射时间极短，地层²³⁵U裂变的维持时间也很短（取决于地层热中子数量及其维持时间），因而中子源发射出来的快中子与瞬发裂变中子混合在一起，且中子源发射的中子远多于瞬发裂变中子，有效区分这两类中子是主要难题。

自1959年发明D-T中子发生器以来，已发展了一系列的脉冲中子地球物理测井方法和仪器。该类中子发生器向地层介质以脉冲方式发射14兆电子伏单能快中子，该中子可与井眼周围的地层介质发生弹性散射（使快中子慢化成为超热中子及热中子，直至中子被介质吸收而消逝殆尽）、非弹性散射（发射瞬发的非弹γ射线）、辐射俘获（发射瞬发的俘获γ射线）、裂变反应（发射瞬发的二次中子即瞬发裂变中子，或发射缓发的二次中子即缓发裂变中子）、诸如（n，γ）的其他核反应（发射缓发的活化γ射线）等等。探测这些二次γ射线或二次中子，可以提供地层元素含量及其他相关信息。

对于石油测井而言，中子的慢化特性（即热中子在地层中衰减直至消逝殆尽的过程，亦即寿命热中子）取决于地层差异（例如含氢量差异），依此可以确定地层中油水饱和度、孔隙度、岩性、黏土类型及矿化度等参数，然后对地层结构及油气含量进行进一步研究。

对于铀矿测井而言，主要利用14兆电子伏脉冲中子源，发射出来的源中子被地层慢化为热中子，而这些热中子引起地层²³⁵U发生裂变反应，并发射瞬发裂变中子（二次中子），然后这些裂变中子又被地层介质慢化为热中子。测量并区分由瞬发裂变中子慢化而来的超热中子与热中子，可以反映出地层铀含量。

石油测井和铀矿测井已研发出中子寿命测井、C/O比测井、次生γ能谱测井、瞬发或缓发裂变中子测井等方法。

热中子引发235U发生裂变反应的原理是核能利用的基本原理。但热中子引发地层中235U发生裂变反应的维持时间很短（因235U含量太低而无法形成链式核反应，仅能维持200～2000微秒）。因此，裂变中子测井常常采用14兆电子伏的脉冲中子源，并多次向地层发射源中子（属于快中子），每次发射之后，源中子均被地层慢化为超热中子，继而慢化为热中子，该热中子有可能引发地层235U发生裂变反应。只要有一个热中子引发地层235U裂变，该裂变就能放出2～3个瞬发裂变中子，如果多个热中子引发地层235U裂变，就能放出更多瞬发裂变中子，这些瞬发裂变中子又被地层慢化为超热中子及热中子。由于含铀与不含铀地层的超热中子和热中子的维持时间（中子寿命）有一定差异，且热中子寿命远长于超热中子，使得裂变发生一段时间后的热中子数量也远多于超热中子数量，即热中子寿命和数量的变化差异很小，因而难以用热中子变化来区分瞬发裂变中子，但能用超热中子的数量变化来区分瞬发裂变中子，如图所示。

超热中子计数、热中子计数随时间变化规律实测图

实际测量时，常常记录超热中子数量、热中子数量随时间的变化规律，依此形成超热中子时间谱与热中子时间谱，并从中提取地层铀含量信息和地层慢化特性，进而构建不同地层特性影响下的地层铀含量计算方法。

瞬发裂变中子测井是由美国桑迪亚（Sandia）国家实验室发展起来的铀矿测井方法。早在20世纪70年代就提出了用脉冲中子源照射含铀地层，并探测²³⁵U裂变反应引起的缓发裂变中子和瞬发裂变中子，以此达到井中勘探铀矿的目的。1979年Sandia实验室研发出瞬发裂变中子测井样机并投入现场试验，随后在仪器设计、电子线路及定量软件等方法不断完善，并于2002年正式投入使用。