boroncacbua (B4C)là vật liệu được ưu tiên cho các ứng dụng hấp thụ bức xạ hạt nhân vì nó chứa nồng độ nguyên tử boron cao và có thể hoạt động như chất hấp thụ và máy dò neutron trong lò phản ứng hạt nhân.Bo kim loại được tìm thấy trong gốm B4C có nhiều đồng vị, nghĩa là mỗi nguyên tử có cùng số proton nhưng có số neutron duy nhất.Do giá thành rẻ, khả năng chịu nhiệt, không tạo ra đồng vị phóng xạ và khả năng che chắn bức xạ nên gốm B4C cũng là sự lựa chọn tuyệt vời để làm vật liệu che chắn trong ngành công nghiệp hạt nhân..
Boron cacbua là vật liệu quan trọng đối với ngành công nghiệp hạt nhân vì tiết diện hấp thụ neutron cao (760 Barn ở tốc độ neutron 2200 m/giây). Đồng vị B10 trong boron có tiết diện lớn hơn (3800 Barns).
Số nguyên tử 5 của nguyên tố hóa học boron chỉ ra rằng nó có 5 proton và 5 electron trong cấu trúc nguyên tử. B là ký hiệu hóa học của boron. Boron tự nhiên chủ yếu bao gồm hai đồng vị ổn định là 11B (80,1%) và 10B (19,9%). Tiết diện hấp thụ của neutron nhiệt ở đồng vị 11B là 0,005 Barns (đối với neutron có năng lượng 0,025 eV). Hầu hết các phản ứng (n, alpha) của neutron nhiệt là phản ứng 10B (n, alpha) 7Li kèm theo phát xạ gamma 0,48 MeV. Hơn nữa, đồng vị 10B có tiết diện phản ứng (n, alpha) cao dọc theo toàn bộ phổ năng lượng neutron. Tiết diện của hầu hết các nguyên tố khác trở nên rất nhỏ ở mức năng lượng cao, như trường hợp cadmium. Tiết diện của 10B giảm đơn điệu theo năng lượng.
Tiết diện hấp thụ lõi lớn hoạt động như một mạng lưới lớn khi neutron tự do được tạo ra bởi phản ứng phân hạch hạt nhân tương tác với boron-10. Do đó, boron-10 có nhiều khả năng bị va chạm hơn các nguyên tử khác.
Sự va chạm này tạo ra đồng vị Boron-11 chủ yếu không ổn định, bị gãy thành:
một nguyên tử helium không có electron hoặc hạt alpha.
một nguyên tử lithium-7
Bức xạ gama
Chì hoặc các vật liệu nặng khác có thể được sử dụng để tạo ra tấm chắn giúp hấp thụ năng lượng nhanh hơn.
Những đặc điểm này cho phép boron-10 được sử dụng làm chất điều chỉnh (chất độc thần kinh) trong các lò phản ứng hạt nhân, cả ở dạng rắn (boron cacbua) và dạng lỏng (axit boric). Khi cần thiết, boron-10 được đưa vào để ngăn chặn sự giải phóng các tế bào thần kinh do sự phân hạch của uranium-325 gây ra. Điều này vô hiệu hóa phản ứng dây chuyền.
