BórKarbid (B4C)a nukleáris sugárzáselnyelési alkalmazások előnyben részesített anyaga, mivel nagy koncentrációban tartalmaz bór atomokat, és neutronelnyelőként és detektorként funkcionálhat az atomreaktorokban.A B4C kerámiában található metalloid bórnak sok izotópja van, ami azt jelenti, hogy minden atomnak ugyanannyi protonja van, de egyedi számú neutronja van.Alacsony ára, hőállósága, radioizotóp-termelésének hiánya és sugárzás elleni védőképessége miatt a B4C kerámia kiváló választás árnyékoló anyagként a nukleáris iparban is..
A bór-karbid nagy neutronabszorpciós keresztmetszete miatt (760 barn 2200 m/sec neutronsebességgel) fontos anyag a nukleáris iparban. A bórban lévő B10 izotóp nagyobb keresztmetszetű (3800 barn).
A bór kémiai elem 5-ös rendszáma azt jelzi, hogy az atomszerkezetében 5 proton és 5 elektron van. B a bór vegyjele. A természetes bór alapvetően két stabil izotópból áll, a 11B-ből (80,1%) és a 10B-ből (19,9%). A 11B izotóp termikus neutronjainak abszorpciós keresztmetszete 0,005 barn (0,025 eV-os neutron esetén). A termikus neutronok legtöbb (n, alfa) reakciója 10B (n, alfa) 7Li reakció, amelyet 0,48 MeV gamma-emisszió kísér. Ezenkívül a 10B izotóp nagy (n, alfa) reakciókeresztmetszettel rendelkezik a teljes neutronenergia-spektrum mentén. A legtöbb más elem keresztmetszete nagy energiáknál nagyon kicsivé válik, mint például a kadmium esetében. A 10B keresztmetszete az energiával monoton csökken.
A nagy mag abszorpciós keresztmetszete nagy hálóként működik, amikor a maghasadás során keletkező szabad neutron kölcsönhatásba lép a bór-10-zel. Emiatt a bór-10 lényegesen nagyobb eséllyel csapódik le, mint más atomok.
Ez az ütközés a bór-11 elsődlegesen instabil izotópját eredményezi, amely a következőkre törik:
egy elektron nélküli hélium atom, vagy egy alfa-részecske.
lítium-7 atom
Gamma-sugárzás
Ólom vagy más nehéz anyagok használhatók olyan árnyékolás biztosítására, amely gyorsabban veszi fel az energiát.
Ezek a jellemzők lehetővé teszik, hogy a bór-10-et szabályozóként (neuronméreg) használják az atomreaktorokban, mind szilárd (bór-karbid), mind folyékony (bórsav) formájában. Ha szükséges, bór-10-et helyeznek be, hogy megállítsák az urán-325 hasadása által okozott neuronok felszabadulását. Ez semlegesíti a láncreakciót.
