Lorsqu’un neutron traverse l’enceinte métallique du détecteur MIMAC-512, comme dans un jeu de bille, il peut propulser un noyau d’hélium (recul nucléaire) avec un angle et une énergie que l’appareil va pouvoir mesurer. Le recul nucléaire ionise le gaz le long de sa trajectoire, ce qui libère des électrons. Ces électrons migrent sous l’effet d’une différence de potentiel et, après avoir été amplifiés, rejoignent un capteur pixélisé qui enregistre leur position et le timing de leur arrivée. L’ensemble de ces observations permet de remonter à la forme 3D de la trajectoire du recul d’hélium et d’en déduire l’énergie du neutron incident.