Другие области применения
Ядерная энергетика


Бор широко применяется в атомной промышленности.

Изотоп бора - Бор-10 имеет очень высокое сечение захвата тепловых нейтронов, равное 3837барн. Для большинства нуклидов это сечение близко к единицам или долям барна. При захвате нейтрона образуются два нерадиоактивных ядра (альфа-частица и литий-7), очень быстро тормозящиеся в среде, а проникающая радиация (гамма-кванты) при этом отсутствует, в отличие от аналогичных реакций захвата нейтронов другими нуклидами:

10B + n → 11B* → α + 7Li + 2,31 МэВ.

Поэтому 10В в составе борной кислоты и других химических соединений применяется в атомных реакторах для регулирования реактивности, а также для биологической защиты от тепловых нейтронов.

Регулирующие стержни - подвижный узел атомного реактора, воздействующий на реактивность и используемый для регулирования ядерной реакцией за счёт степени погружения в активную зону. Регулирующие стержни изготавливаются из материала - поглотителя нейтронов. В основном в качестве поглотителя используется изотоп бор-10. Обычно бор вводится в состав нержавеющей стали (борная сталь). Содержание бора в борной стали может достигать 5 %. Материалом поглощающих стержней может также служить карбид бора B4C, смесь B4C—Al2O3 и др.

Борное регулирование

В ядерных реакторах в течение кампании реактора происходит изменение запаса реактивности ядерного топлива: после загрузки он весьма велик (30...40 βэф для реакторов ВВЭР-1000) и уменьшается по мере выгорания ядерного топлива и его «шлакования», то есть накопления продуктов деления в виде стабильных и долгоживущих нуклидов, участвующих в непродуктивном захвате нейтронов (среди продуктов деления 235U более 250 ядер, примерно четверть из них являются шлаками).
 
Борная кислота в качестве источника изотопа бора-10 используется в составе теплоносителя первого контура в двухконтурных водо-водяных ядерных реакторах. Она применяется в виде раствора на АЗС в реакторах с водой под давлением ВВЭР и PWR для плавного регулирования мощности реактора в течение кампании и выравнивания энерговыделения в активной зоне для перевода реактора в подкритическое состояние в период останова для перегрузки топлива, а также в системах аварийного охлаждения зоны.

Раствор борной кислоты H3BO3 вводится, в концентрации, необходимой для компенсации избыточного запаса реактивности топлива. Первоначально в первом контуре создаётся достаточно высокая концентрация борной кислоты, в процессе реакторной кампании снижение запаса реактивности компенсируется понижением концентрации.
 
Бетон

 При работе ста­ционарных ядерных реакторов несущая бетонная конструкция выполняет также функцию защиты окружающей среды от радио­активного излучения и потока нейтронов. Для этого в конструкции используются специальные бетоны с железным заполнителем и соединениями бора. В качестве источника бора рекомендуется использовать колеманит, так как он содержит большое количество кристаллизационной воды.
 
Автомобильные подушки безопасности
Аморфный бор содержится в пиропатроне подушки безопасности и используется для того, чтобы обеспечить моментальное надувание подушек безопасности. В момент удара порошкообразная смесь элементарного бора и нитрата калия приводится в действие посредством электронного сенсора. Общее время, необходимое для запуска системы и приведения в действие подушек безопасности, составляет 40 миллисекунд.

Здравоохранение


Изотоп бора Бора-10 используется при лечении рака в рамках бор-нейтрон-захватной терапии (BNCT). Такая терапия является особенно предпочтительной при лечении рака мозга, так как помогает выборочно уничтожать больные клетки, а ущерб, наносимый здоровым клеткам, сводить к минимуму.
В опухоли предварительно накапливают бор. Затем опухоль облучают потоком тепловых нейтронов. Изотоп Бор-10 поглощает нейтрон, в результате чего происходит ядерная реакция с большим выделением энергии в клетке, что приводит к её уничтожению.

Очистка сточных вод


Боргидрат натрия используется для очистки сточных вод от таких тяжелых металлов, как ртуть, свинец, серебро.

Водородное топливо
В настоящее время водород является одним из наиболее перспективных видов топлива. Источником водорода для использования в его в качестве энергоносителя может быть боргидрид натрия. Он обладает высокой объемной и массовой плотностью Н2. Водород получается в процессе каталитического гидролиза в контролируемых условиях. Водород, получаемый в результате такой реакции, может подаваться непосредственно в двигатели внутреннего сгорания или использоваться в топливных элементах. Таким образом, бораты могут помочь в борьбе с глобальным потеплением, обеспечивая производство экологически чистого топлива.

Аморфные сплавы

Бор применяется в производстве аморфных металлических сплавов. Он используется в качестве амортизатора наряду с другими неметаллами такими как фосфор, кремний, углерод. Для практического применения в качестве основного вещества обычно используют переходные металлы (Fe, Co, Mn, Cr, Ni и др.). Амортизаторы составляют до 20% массы сплава. Аморфные металлические сплавы (АМС) получают быстрой закалкой расплавов при скоростях охлаждения жидкого металла 104–106 град/с. Амортизаторы понижают температуру плавления и обеспечивают достаточно быстрое охлаждение расплава ниже его температуры стеклования так, чтобы в результате образовалась аморфная фаза. Бор оказывает наибольшее воздействие на стабильность аморфных сплавов и их прочность.

Из-за аморфной структуры сплавы имеют большую изотропию свойств по сравнению с обычными сплавами, в том числе намного меньшую магнитную анизотропия. Уровень электромагнитных потерь в аморфных сплавах с высокой магнитной индукцией существенно ниже, чем во всех известных кристаллических сплавах. Эти материалы проявляют исключительно высокие механическую твердость и прочность при растяжении. Удельное электросопротивление в три-четыре раза выше значения для железа и его сплавов. Из-за относительно высокого удельного сопротивления и незначительной толщины ленты, появилась возможность добиться наименьшей коэрцитивной силы и наибольшей магнитной проницаемости.

Основное применение аморфных сплавов – в составе магнитопроводов силовых трансформаторов, что позволяет в несколько раз сократить потери электроэнергии в них.

ПРОЧЕЕ
  • Косметика
  • Производство резины и пластмасс
  • Фотография
  • Взрывчатые вещества (фейерверки и т.д.)
  • Краски на нефтяной основе, негорючие и неплавящиеся краски, текстильные красители
  • Композитные материалы
  • Магнитные устройства
  • Исследования в области передовых технологий (молекулярная биология и т.д.)
  • Фармоцефтика
  • Мумификация
и многие другие области.
Поделиться
Поделиться
  |   Печать