中子吸收劑

中子吸收劑指對中子吸收截面較大的一種物質。要求在俘獲中子後放出的次級γ光子能量低，易於防護。可以是固體(如鋰、硼和鉿等)，也可以是液體(如硼酸溶液)。

基本介紹

• 中文名：中子吸收劑
• 外文名：neutron absorber
• 學科：原子核物理
• 作用：控制核反應
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中子吸收

中子吸收亦稱 “中子俘獲”。指的是在核反應堆中，中子在與原子核相互碰撞後，被核所吸收並發出γ射線的過程。在有些情況下亦會導致核的β衰變或裂變。中子吸收包括（n，γ），（n，α），（n，p）以及核裂變反應。

在核反應堆中，中子吸收起著重要的控制作用。為了控制鏈式反應的速率在一個預定的水平上，需用吸收中子的材料做成吸收棒，來吸收過多的中子。控制棒用來補償燃料消耗和調節反應速率；安全棒用來快速停止鏈式反應。吸收體材料一般是硼、碳化硼、鎘、銀銦鎘等。

吸收材料

比較有效的中子吸收劑包括： 硼、鎘、鉿。硼不僅中子吸收截面高，而且吸收中子的能量範圍較寬，一般以碳化硼或硼鋼作為控制材料；鎘的熱中子吸收截面比硼高，但是對超熱中子的吸收截面小，一般製成銀銦鎘合金用於水冷堆；鉿不僅對熱中子和超熱中子都有高的吸收截面，而且是長壽命的中子吸收體，特別適於水冷堆。但鉿非常稀缺、昂貴，因而使用受到限制。

如果用於封閉反應堆，需要摻入大量的鎘鹽或者硼酸，用於吸收熔化後的核燃料中的中子。這些核燃料仍在裂變，只是會逐漸進入亞臨界，摻入中子吸收劑有助於降低鏈式反應，使熔毀的堆芯放射性水平降低，並且發熱量降低，易於處理。

硼酸吸收劑

硼酸是一種大中子吸收截面的物質，在反應堆中主要是用來調節反應性用的，加入適量的硼酸可以降低反應性。

天然硼元素有兩種穩定同位素,即(10)B 和~11)B,豐度分別為19．78%和80．22%。(10)B 具有對中子高吸收的獨特特性，自然豐度的硼的對熱中子的吸收截面接近於750巴，而(11)B 僅為 0．005巴，因此(10)B 對熱中子的吸收截面是自然豐度硼的5倍還多，是石墨的20多倍。是傳統防護材料混凝土的 500多倍。

也就是說，硼-10同位素是高效的熱中子吸收劑。因此在核電站中它是安全和控制系統中所不可缺少的。特殊級（SQ）硼酸用於核工業，具有硼-10高比例特性。因此硼酸是可以終止核反套用的，吸收中子，再速凝水泥封堵，以後此地方圓多少公里為無人區，不再住人。

正是由於~(10)B 同位素的這種特性,使得~(10)B 同位素的相關產品廣泛套用到了軍用防護、核武器及核工業等軍事領域。