BorKarbid (B4C)är det föredragna materialet för absorption av kärnstrålning eftersom det innehåller en hög koncentration av boratomer och kan fungera som en neutronabsorbator och detektor i kärnreaktorer.Metalloiden bor som finns i keramisk B4C har många isotoper, vilket innebär att varje atom har samma antal protoner men ett unikt antal neutroner.På grund av dess låga pris, värmebeständighet, brist på radioisotopproduktion och förmåga att skärma mot strålning är B4C-keramik också ett utmärkt val för skärmningsmaterial inom kärnkraftsindustrin.
Borkarbid är ett viktigt material för kärnkraftsindustrin på grund av dess höga neutronabsorptionstvärsnitt (760 ladugårdar vid 2200 m/sek neutronhastighet). B10-isotopen i bor har ett större tvärsnitt (3800 ladugårdar).
Atomnumret 5 för det kemiska elementet bor indikerar att det har 5 protoner och 5 elektroner i sin atomstruktur. B är den kemiska symbolen för bor. Naturligt bor består huvudsakligen av två stabila isotoper, 11B (80,1%) och 10B (19,9%). Absorptionstvärsnittet för termiska neutroner i isotop 11B är 0,005 barn (för en neutron på 0,025 eV). De flesta (n, alfa) reaktionerna av termiska neutroner är 10B (n, alfa) 7Li-reaktioner åtföljda av 0,48 MeV gammamission. Dessutom har isotopen 10B ett högt (n, alfa) reaktionstvärsnitt längs hela neutronenergispektrumet. Tvärsnitten av de flesta andra grundämnen blir mycket små vid höga energier, som i fallet med kadmium. Tvärsnittet av 10B minskar monotont med energi.
Det stora kärnabsorptionstvärsnittet fungerar som ett stort nät när en fri neutron som produceras genom kärnklyvning interagerar med bor-10. På grund av detta är det betydligt mer sannolikt att bor-10 träffas än andra atomer.
Denna kollision producerar en i första hand instabil isotop av Boron-11, som spricker i:
en heliumatom utan elektroner, eller en alfapartikel.
en litium-7-atom
Gammastrålning
Bly eller andra tunga material kan användas för att ge en skärmning som absorberar energi snabbare.
Dessa egenskaper gör att bor-10 kan användas som regulator (neurongift) i kärnreaktorer, både i fast form (borkarbid) och flytande form (borsyra). Vid behov sätts bor-10 in för att stoppa frisättningen av neuroner orsakade av klyvningen av uran-325. Detta neutraliserar kedjereaktionen.
