在慢化过程中,可以使用慢化剂。慢化剂的作用是慢化中子,以使中子容易与靶核反应,做慢化剂的前提条件是具有大的散射截面,小的吸收截面,这样慢化效果好, 的慢化剂是重水,还有二氧化碳,碳,水,硼-10同位素等等。
硼酸是一种大中子吸收截面的物质,在反应堆中主要是用来调节反应性用的,加入适量的硼酸可以降低反应性。硼酸的硼-10同位素是较好的慢化剂。
天然硼元素有两种稳定同位素,即~(10)B 和~(11)B,其丰度分别为19.78%和80.22%(摩尔丰度)。~(10)B 具有对中子高吸收的独特特性,~(10)B 对热中子的吸收截面为3837巴(1b=1e-24cm2)。
自然丰度的硼的对热中子的吸收截面接近于750巴,而~(11)B 仅为 0.005巴,因此~(10)B 对热中子的吸收截面是自然丰度硼的5倍还多,是石墨的20多倍,是传统防护材料混凝土的 500多倍。
就是说,硼-10同位素是高效的热中子吸收剂。因此在核电站中它是安全和控制系统中所不可缺少的。特殊级(SQ)硼酸用于核工业,具有硼-10高比例特性。因此硼酸是可以终止核反应用的,吸收中子,再速凝水泥封堵,以后此地方圆多少公里为无人区,不再住人。
正是由于~(10)B 同位素的这种特性,使得~(10)B 同位素的相关产品广泛应用到了军用防护、核武器及核工业等军事领域。