BoroCarboneto (B4C)é o material preferido para aplicações de absorção de radiação nuclear porque contém uma alta concentração de átomos de boro e pode funcionar como absorvedor e detector de nêutrons em reatores nucleares.O boro metalóide encontrado na cerâmica B4C possui muitos isótopos, o que significa que cada átomo possui o mesmo número de prótons, mas um número único de nêutrons.Devido ao seu baixo preço, resistência ao calor, falta de produção de radioisótopos e capacidade de proteção contra radiação, a cerâmica B4C também é uma ótima opção para material de blindagem em indústrias nucleares..
O carboneto de boro é um material importante para a indústria nuclear devido à sua alta seção transversal de absorção de nêutrons (760 celeiros a 2.200 m/s de velocidade de nêutrons). O isótopo B10 no boro tem uma seção transversal maior (3.800 celeiros).
O número atômico 5 do elemento químico boro indica que ele possui 5 prótons e 5 elétrons em sua estrutura atômica. B é o símbolo químico do boro. O boro natural consiste principalmente em dois isótopos estáveis, 11B (80,1%) e 10B (19,9%). A seção transversal de absorção para nêutrons térmicos no isótopo 11B é de 0,005 celeiros (para um nêutron de 0,025 eV). A maioria das reações (n, alfa) de nêutrons térmicos são reações de 10B (n, alfa) 7Li acompanhadas por emissão gama de 0,48 MeV. Além disso, o isótopo 10B tem uma seção transversal de reação alta (n, alfa) ao longo de todo o espectro de energia de nêutrons. As seções transversais da maioria dos outros elementos tornam-se muito pequenas em altas energias, como no caso do cádmio. A seção transversal de 10B diminui monotonicamente com a energia.
A grande seção transversal de absorção do núcleo atua como uma grande rede quando um nêutron livre produzido pela fissão nuclear interage com o boro-10. Devido a isso, o boro-10 tem uma probabilidade significativamente maior de ser atingido do que outros átomos.
Esta colisão produz um isótopo principalmente instável de Boro-11, que se fratura em:
um átomo de hélio sem elétrons ou uma partícula alfa.
um átomo de lítio-7
Radiação gama
Chumbo ou outros materiais pesados podem ser usados para fornecer proteção que absorva energia mais rapidamente.
Essas características permitem que o boro-10 seja utilizado como regulador (veneno de neurônios) em reatores nucleares, tanto na forma sólida (carboneto de boro) quanto na forma líquida (ácido bórico). Quando necessário, o boro-10 é inserido para interromper a liberação de neurônios causada pela fissão do urânio-325. Isso neutraliza a reação em cadeia.
