Heli-3 là một đồng vị quan trọng nhất trong thiết bị phát hiện neutron. Nó có tiết diện hấp thụ cao cho các chùm neutron nhiệt và được sử dụng làm khí chuyển đổi trong các máy dò neutron. Neutron được chuyển đổi thông qua phản ứng hạt nhân

thành các hạt ion triti tích điện (T, 3H) và ion hydro, hoặc proton (p, 1H) sau đó được phát hiện bằng cách tạo ra đám mây tích điện trong khí dừng của bộ đếm tỷ lệ hoặc ống Geiger-Müller.[20]

Hơn nữa, quá trình hấp thụ phụ thuộc rất nhiều vào spin, cho phép thể tích heli-3 phân cực spin để truyền neutron với một thành phần spin trong khi hấp thụ phần kia. Hiệu ứng này được sử dụng trong phân tích phân cực neutron, một kỹ thuật thăm dò các tính chất từ của vật chất.[21][22][23][24]

Bộ An ninh Nội địa Hoa Kỳ đã hy vọng triển khai các máy dò để phát hiện plutonium nhập lậu trong các container vận chuyển bằng khí thải neutron của chúng, nhưng sự thiếu hụt heli-3 trên toàn thế giới sau sự suy giảm trong sản xuất vũ khí hạt nhân kể từ Chiến tranh Lạnh đã phần nào ngăn chặn điều này.[25] Kể từ năm 2012, DHS đã xác định việc cung cấp boron-10 thương mại sẽ hỗ trợ chuyển đổi cơ sở hạ tầng phát hiện neutron của mình sang công nghệ đó.[26]