BorCarbură (B4C)este materialul preferat pentru aplicațiile de absorbție a radiațiilor nucleare deoarece conține o concentrație mare de atomi de bor și poate funcționa ca absorbitor de neutroni și detector în reactoarele nucleare.Borul metaloid găsit în ceramica B4C are mulți izotopi, ceea ce înseamnă că fiecare atom are același număr de protoni, dar un număr unic de neutroni.Datorită prețului scăzut, rezistenței la căldură, lipsei producției de radioizotopi și capacității de a proteja împotriva radiațiilor, ceramica B4C este, de asemenea, o alegere excelentă pentru protejarea materialului în industriile nucleare..
Carbura de bor este un material important pentru industria nucleară datorită secțiunii transversale mari de absorbție a neutronilor (760 hambare la viteza neutronilor de 2200 m/sec). Izotopul B10 din bor are o secțiune transversală mai mare (3800 hambare).
Numărul atomic 5 al elementului chimic bor indică faptul că are 5 protoni și 5 electroni în structura sa atomică. B este simbolul chimic al borului. Borul natural constă în principal din doi izotopi stabili, 11B (80,1%) și 10B (19,9%). Secțiunea transversală de absorbție pentru neutronii termici din izotopul 11B este de 0,005 barnuri (pentru un neutron de 0,025 eV). Majoritatea reacțiilor (n, alfa) ale neutronilor termici sunt reacții 10B (n, alfa) 7Li însoțite de emisie gamma de 0,48 MeV. Mai mult, izotopul 10B are o secțiune transversală de reacție mare (n, alfa) de-a lungul întregului spectru de energie neutronică. Secțiunile transversale ale majorității celorlalte elemente devin foarte mici la energii mari, ca în cazul cadmiului. Secțiunea transversală a lui 10B scade monoton cu energia.
Secțiunea transversală mare de absorbție a miezului acționează ca o rețea mare atunci când un neutron liber produs de fisiunea nucleară interacționează cu borul-10. Din acest motiv, borul-10 este mult mai probabil să fie lovit decât alți atomi.
Această coliziune produce un izotop în primul rând instabil al borului-11, care se fracturează în:
un atom de heliu fără electroni sau o particulă alfa.
un atom de litiu-7
radiații gamma
Plumbul sau alte materiale grele pot fi folosite pentru a oferi ecranare care absoarbe energia mai rapid.
Aceste caracteristici permit borului-10 să fie utilizat ca regulator (otravă de neuroni) în reactoarele nucleare, atât în formă solidă (carbură de bor), cât și în formă lichidă (acid boric). Când este necesar, bor-10 este introdus pentru a opri eliberarea neuronilor cauzată de fisiunea uraniului-325. Acest lucru neutralizează reacția în lanț.
