BooriKarbidi (B4C)on suositeltava materiaali ydinsäteilyn absorptiosovelluksia varten, koska se sisältää suuren pitoisuuden booriatomeja ja voi toimia neutroniabsorboijana ja ilmaisimena ydinreaktoreissa.Keraamisesta B4C:stä löytyvässä metalloidiboorissa on monia isotooppeja, mikä tarkoittaa, että jokaisessa atomissa on sama määrä protoneja mutta ainutlaatuinen määrä neutroneja.Alhaisen hinnan, lämmönkestävyyden, radioisotooppien tuotannon puutteen ja säteilysuojauskykynsä vuoksi B4C-keramiikka on myös loistava valinta suojamateriaaliksi ydinteollisuudessa..
Boorikarbidi on tärkeä materiaali ydinteollisuudelle korkean neutroniabsorption poikkileikkauksensa vuoksi (760 barnia 2200 m/s neutroninopeudella). Boorin B10-isotoopilla on suurempi poikkileikkaus (3800 barnia).
Kemiallisen alkuaineen boorin atominumero 5 osoittaa, että sen atomirakenteessa on 5 protonia ja 5 elektronia. B on boorin kemiallinen symboli. Luonnollinen boori koostuu pääasiassa kahdesta stabiilista isotoopista, 11B (80,1 %) ja 10B (19,9 %). Isotoopin 11B lämpöneutronien absorptiopoikkileikkaus on 0,005 barnia (0,025 eV:n neutronilla). Useimmat (n, alfa) lämpöneutronien reaktiot ovat 10B (n, alfa) 7Li-reaktioita, joihin liittyy 0,48 MeV gamma-emissio. Lisäksi isotoopilla 10B on korkea (n, alfa) reaktiopoikkileikkaus koko neutronien energiaspektrillä. Useimpien muiden alkuaineiden poikkileikkaukset tulevat hyvin pieniksi suurilla energioilla, kuten kadmiumin tapauksessa. 10B:n poikkileikkaus pienenee monotonisesti energian myötä.
Suuri ytimen absorptiopoikkileikkaus toimii suurena verkkona, kun ydinfission tuottama vapaa neutroni on vuorovaikutuksessa boori-10:n kanssa. Tästä johtuen boori-10 osuu huomattavasti todennäköisemmin kuin muut atomit.
Tämä törmäys tuottaa ensisijaisesti epästabiilin boori-11-isotoopin, joka murtuu:
heliumatomi ilman elektroneja tai alfahiukkanen.
litium-7-atomi
Gammasäteily
Lyijyä tai muita raskaita materiaaleja voidaan käyttää suojaamaan, joka imee energiaa nopeammin.
Nämä ominaisuudet mahdollistavat boori-10:n käytön säätelijänä (neuronimyrkky) ydinreaktoreissa sekä kiinteässä muodossa (boorikarbidi) että nestemäisessä muodossa (boorihappo). Tarvittaessa lisätään boori-10 estämään uraani-325:n fission aiheuttamien hermosolujen vapautuminen. Tämä neutraloi ketjureaktion.
