БорКарбід (B4C)є кращим матеріалом для поглинання ядерного випромінювання, оскільки він містить високу концентрацію атомів бору і може функціонувати як поглинач нейтронів і детектор у ядерних реакторах.Металоїд бору, який міститься в кераміці B4C, має багато ізотопів, що означає, що кожен атом має однакову кількість протонів, але унікальну кількість нейтронів.Завдяки низькій ціні, термостійкості, відсутності виробництва радіоізотопів і здатності захищати від радіації кераміка B4C також є чудовим вибором для екрануючого матеріалу в атомній промисловості..
Карбід бору є важливим матеріалом для ядерної промисловості через його високий поперечний переріз поглинання нейтронів (760 барнів при швидкості нейтронів 2200 м/с). Ізотоп B10 у бору має більший поперечний переріз (3800 барн).
Атомний номер 5 хімічного елемента бор вказує на те, що він має 5 протонів і 5 електронів у своїй атомній структурі. B — хімічний символ бору. Природний бор в основному складається з двох стабільних ізотопів, 11B (80,1%) і 10B (19,9%). Переріз поглинання теплових нейтронів в ізотопі 11B становить 0,005 барна (для нейтрона 0,025 еВ). Більшість (n, альфа) реакцій теплових нейтронів є реакціями 10B (n, альфа) 7Li, що супроводжуються гамма-випромінюванням 0,48 МеВ. Крім того, ізотоп 10B має високий (n, альфа) поперечний переріз реакції по всьому спектру енергії нейтронів. Перерізи більшості інших елементів стають дуже малими при високих енергіях, як у випадку з кадмієм. Поперечний переріз 10B монотонно зменшується з енергією.
Великий поперечний переріз поглинання ядра діє як велика сітка, коли вільний нейтрон, утворений ядерним поділом, взаємодіє з бором-10. Через це бор-10 має значно більше шансів бути враженим, ніж інші атоми.
Це зіткнення створює переважно нестабільний ізотоп бору-11, який розпадається на:
атом гелію без електронів або альфа-частинка.
атом літію-7
Гамма випромінювання
Свинець або інші важкі матеріали можна використовувати для забезпечення екранування, яке швидше поглинає енергію.
Ці характеристики дозволяють використовувати бор-10 як регулятор (нейронна отрута) в ядерних реакторах, як у твердій формі (карбід бору), так і в рідкій формі (борна кислота). При необхідності бор-10 вставляється, щоб зупинити вивільнення нейронів, викликане поділом урану-325. Це нейтралізує ланцюгову реакцію.
