BorWęglik (B4C)jest preferowanym materiałem do zastosowań związanych z absorpcją promieniowania jądrowego, ponieważ zawiera wysokie stężenie atomów boru i może działać jako pochłaniacz neutronów i detektor w reaktorach jądrowych.Metaloidalny bor występujący w ceramice B4C ma wiele izotopów, co oznacza, że każdy atom ma tę samą liczbę protonów, ale unikalną liczbę neutronów.Ze względu na niską cenę, odporność na ciepło, brak produkcji radioizotopów i zdolność do ekranowania przed promieniowaniem, ceramika B4C jest również doskonałym wyborem na materiał ekranujący w przemyśle nuklearnym.
Węglik boru jest ważnym materiałem dla przemysłu nuklearnego ze względu na duży przekrój poprzeczny absorpcji neutronów (760 barów przy prędkości neutronów 2200 m/s). Izotop B10 w borze ma większy przekrój poprzeczny (3800 stodół).
Liczba atomowa 5 pierwiastka chemicznego boru wskazuje, że w swojej strukturze atomowej ma on 5 protonów i 5 elektronów. B to symbol chemiczny boru. Naturalny bor składa się głównie z dwóch stabilnych izotopów, 11B (80,1%) i 10B (19,9%). Przekrój absorpcji neutronów termicznych w izotopie 11B wynosi 0,005 barna (dla neutronu 0,025 eV). Większość reakcji (n, alfa) neutronów termicznych to reakcje 10B (n, alfa) 7Li, którym towarzyszy emisja gamma o energii 0,48 MeV. Ponadto izotop 10B ma wysoki (n, alfa) przekrój poprzeczny reakcji w całym widmie energii neutronów. Przekroje poprzeczne większości innych pierwiastków stają się bardzo małe przy wysokich energiach, jak w przypadku kadmu. Przekrój poprzeczny 10B maleje monotonicznie wraz z energią.
Duży przekrój absorpcyjny rdzenia działa jak duża sieć, gdy wolny neutron powstały w wyniku rozszczepienia jądrowego oddziałuje z borem-10. Z tego powodu prawdopodobieństwo trafienia boru-10 jest znacznie większe niż w przypadku innych atomów.
W wyniku zderzenia powstaje głównie niestabilny izotop boru-11, który rozpada się na:
atom helu bez elektronów lub cząstka alfa.
atom litu-7
Promieniowanie gamma
Aby zapewnić ekranowanie, które szybciej pochłania energię, można zastosować ołów lub inne ciężkie materiały.
Te cechy pozwalają na stosowanie boru-10 jako regulatora (trucizny neuronów) w reaktorach jądrowych, zarówno w postaci stałej (węglik boru), jak i postaci ciekłej (kwas borowy). W razie potrzeby wprowadza się bor-10, aby zatrzymać uwalnianie neuronów spowodowane rozszczepieniem uranu-325. To neutralizuje reakcję łańcuchową.
