BoroCarburo (B4C)Es el material preferido para aplicaciones de absorción de radiación nuclear porque contiene una alta concentración de átomos de boro y puede funcionar como absorbente y detector de neutrones en reactores nucleares.El boro metaloide que se encuentra en la cerámica B4C tiene muchos isótopos, lo que significa que cada átomo tiene la misma cantidad de protones pero una cantidad única de neutrones.Debido a su bajo precio, resistencia al calor, falta de producción de radioisótopos y capacidad de proteger contra la radiación, la cerámica B4C también es una excelente opción como material de protección en industrias nucleares..
El carburo de boro es un material importante para la industria nuclear debido a su alta sección transversal de absorción de neutrones (760 graneros a 2200 m/s de velocidad de neutrones). El isótopo B10 del boro tiene una sección transversal mayor (3800 graneros).
El número atómico 5 del elemento químico boro indica que tiene 5 protones y 5 electrones en su estructura atómica. B es el símbolo químico del boro. El boro natural se compone principalmente de dos isótopos estables, 11B (80,1%) y 10B (19,9%). La sección transversal de absorción de neutrones térmicos en el isótopo 11B es de 0,005 graneros (para un neutrón de 0,025 eV). La mayoría de las reacciones (n, alfa) de neutrones térmicos son reacciones de 10B (n, alfa) 7Li acompañadas de una emisión gamma de 0,48 MeV. Además, el isótopo 10B tiene una sección transversal de reacción alta (n, alfa) a lo largo de todo el espectro de energía de los neutrones. Las secciones transversales de la mayoría de los demás elementos se vuelven muy pequeñas a altas energías, como en el caso del cadmio. La sección transversal de 10B disminuye monótonamente con la energía.
La gran sección transversal de absorción del núcleo actúa como una gran red cuando un neutrón libre producido por la fisión nuclear interactúa con el boro-10. Debido a esto, el boro-10 tiene muchas más probabilidades de ser golpeado que otros átomos.
Esta colisión produce un isótopo principalmente inestable de Boro-11, que se fractura en:
un átomo de helio sin electrones, o una partícula alfa.
un átomo de litio-7
Radiación gamma
Se puede utilizar plomo u otros materiales pesados para proporcionar un blindaje que absorba la energía más rápidamente.
Estas características permiten utilizar el boro-10 como regulador (veneno neuronal) en reactores nucleares, tanto en su forma sólida (Carburo de boro) como líquida (ácido bórico). Cuando es necesario, se inserta boro-10 para detener la liberación de neuronas provocada por la fisión del uranio-325. Esto neutraliza la reacción en cadena.
