Nanovia Flex B4C : Capture de neutron

Les dangers des neutrons libres

Quand les neutrons libres rentrent en contact avec un individu, sont capables de modifier les chaînes ADN des cellules voire les détruire. Comme ils n’ont pas de charge ils ne sont pas freinés par les autres éléments atomiques et peuvent pénétrer profondément.

Comment le B4C capture des radicaux libres issus de réactions de fission nucléaire

Le bore présent dans la céramique B4C, est un métalloïde qui existe sous plusieurs isotopes, soit des atomes avec le même nombre de protons mais un nombre de neutrons différents. L’isotope bore-10 en particulier, présent naturellement, a une section efficace d’absorption très importante.

Quand un neutron libre, issu d’une fission nucléaire rencontre du bore-10, cette section efficace de noyau fonctionne comme un grand filet. Le neutron a une grande chance de percuter le noyau du bore.

Cette percussion entraîne la formation de :

• 1 particule Alpha (helium sans electrons)
• 1 atome de lithium-7
• Radiation gamma

¹⁰B + nth → ⁴ He²⁺ + ⁷Li ³⁺ + 2.79 MeV (6%)

¹⁰B + nth → ⁴ He²⁺ + ⁷Li ³⁺ + 2.31 MeV + γ (0.48 MeV) (94%)

Source : Caractérisation de champs neutroniques rapides et épithermiques pour thérapie par capture neutronique basée sur accélérateur / Marine HERVE

Les deux éléments générés ne sont pas radioactifs, la radiation gamma, quant à elle se dissipe en passant par des éléments. Un écran en métal lourd permet d’accélérer sa dissipation.

Cette propriété fait que le bore-10 sous-forme solide (Carbure de Bore) et liquide (Acide borique) est utilisée comme régulateur pour les réacteurs nucléaires. Il est capable d’absorber les neutrons libérés par la fission de l’uranium-235, et de brider sa réaction en chaîne.