Se aplica una metodología basada en la tecnología de redes neuronales artificiales con el fin de resolver problemas relacionados con espectrometría y dosimetría simultánea de neutrones, utilizando información obtenida con un sistema espectrométrico de esferas Bonner como únicos datos de entrada. A diferencia de trabajos previos, para obtener la mejor topología se utilizó una estrategia sistemática y experimental denominada “Metodología de diseño robusto de redes neuronales artificiales”. Se diseñaron, entrenaron y probaron distintas arquitecturas de red, con el objeto de observar el desempeño y capacidad de generalización de la red neuronal. En los procesos de entrenamiento, prueba y validación de las distintas arquitecturas de red, se utilizó un conjunto de 187 espectros de neutrones y 13 cantidades dosimétricas como datos de salida y sus respectivas tasas de conteo como datos de entrada. Los resultados obtenidos demuestran que la red neuronal seleccionada es capaz de reconstruir el espectro de neutrones y calcular de forma simultánea 13 cantidades dosimétricas con alto desempeño y capacidad de generalización.