35. Какой толщины должен быть слой ¹⁰B, чтобы поглотить 99% падающего пучка тепловых нейтронов? Сечение захвата тепловых нейтронов ядром ¹⁰B около 4000 б. Плотность бора составляет 2.4 г/см³. Насколько возрастёт толщина поглотителя, если его сделать из природного бора? Сечение захвата тепловых нейтронов ядром ¹¹B равно 50 мб.

Используем формулу

I / I₀ = e^-nσx

В случае поглощения 99% падающего пучка I / I₀ = 0.01. Поэтому для поглотителей из чистых изотопов ¹⁰В и ¹¹В имеем:

Природный бор содержит 20% ядер ¹⁰В (δ₁₀ ≈ 0.2) и 80% ядер ¹¹В (δ₁₁ ≈ 0.8). В этом случае толщина поглотителя рассчитывается с помощью выражения

где А_бор = (δ₁₀А_10В + δ₁₁А_11В) и σ_бор = (δ₁₀σ_10В + δ₁₁σ_11В) . Вычисления дают:

х (природный бор) ≈ 0.04 см.

Таким образом, для тепловых нейтронов толщина поглотителя из природного бора примерно в 5 раз превышает толщину поглотителя из чистого изотопа ¹⁰В. Этот результат можно было получить сразу, учтя, что сечение захвата тепловых нейтронов ядрами ¹⁰В (4000 б) во много раз превышает аналогичное сечение для ядер ¹¹В (0.05 б). Поэтому присутствующие в природной смеси ядра ¹¹В (даже, имея в ней 80%-ное содержание) практически не участвуют в захвате нейтронов. Они лишь в 5 раз снижают концентрацию захватывающих нейтроны ядер ¹⁰В в поглотителе из природного бора. В этой связи и толщина поглотителя из природного бора возрастёт в 5 раз по сравнению с толщиной поглотителя из чистого изотопа ¹⁰В.