Нейтронное излучение

Нейтроны намного сложнее защитить, чем другие формы излучения. Лучше всего использовать легкие элементы, в идеале водород, но вода и пластик, сделанный из углеводородов, подойдут лучше всего из-за высокого содержания водорода. Такой экран на самом деле не поглощает нейтроны, он просто замедляет их, пока они не начнут двигаться с тепловыми скоростями внутри материала. Как только мы замедлим нейтроны, мы сможем улавливать их в материалах, которые имеют большие сечения поглощения при тепловых скоростях.

На http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/crosssection.html есть таблица таких поперечных сечений для элементов периодической таблицы. Интересные находятся внизу, а если убрать редкие и дорогие (не говоря уже о радиоактивных), то в итоге получим бор и кадмий как подходящие поглотители. Бор имеет дополнительное преимущество в том, что он легкий.

Даже если мы оптимизируем выбор материалов, типовая нейтронная защита реактора будет иметь толщину в несколько метров, и нам все равно придется беспокоиться об активации и вторичных продуктах ядерных реакций. Поэтому нейтронная защита в реальной установке сложна, и простых рецептов не существует.

Нейтронное излучение трудно экранировать, так как нейтроны не заряжены и взаимодействуют только в реакциях сильного и слабого взаимодействия. Сильное взаимодействие имеет короткий радиус действия, а слабое взаимодействие слабое по сравнению с другими взаимодействиями.

Другая проблема заключается в том, что нейтронное излучение имеет тенденцию очень сильно активировать материал. Защита от нейтронного излучения и разработка материалов, способных выдерживать его как можно дольше, является одной из основных задач термоядерных исследований.

@CuriousOne упомянул некоторые варианты материалов с высоким сечением захвата нейтронов. Еще один очень интересный набор реакций — это реакции на литий-6 и литий-7:

$$\begin{align} \rm {}^6_3Li + {}^1_0n &\to\rm {}^4_2He + {}^3_1H + 4.8\,MeV \\ \rm {}^7_3Li + {}^1_0n\text{ (fast)} &\to\rm {}^4_2He + {}^3_1H + {}^1_0n - 2.5\,MeV\end{align}$$

Эти два очень интересны для термоядерного синтеза, потому что они производят тритий.$^{3}_1\mathrm{H}$, важное термоядерное топливо, путем поглощения / замедления нейтронного излучения, продукта синтеза.