Ein Neutronenabsorber ist in der Reaktorphysik ein Material, das der Kernspaltungs-Kettenreaktion durch eine geeignete andere Kernreaktion freie thermische Neutronen entzieht. Mit Neutronenabsorbern lässt sich daher die Anzahl der Neutronen im Reaktorkern steuern, also der Verlauf der Kettenreaktion regulieren oder ganz unterbinden.

Neutronenabsorber werden beispielsweise auch in Abschirmungen gegen Neutronen verwendet.

Die verwendeten Kernreaktionen sind meist, aber nicht immer, vom Typ (n,γ), also Neutroneneinfang. Bei der Einfangreaktion entsteht Gammastrahlung, bei anderen Absorptionsreaktionen werden geladene Teilchen freigesetzt. Beispiele:

Cadmium: ¹¹³Cd(n,γ)¹¹⁴Cd + 6 MeV

Bor: ¹⁰B(n,γ)¹¹B + 0,5 MeV.

Auch am gewöhnlichen Wasserstoff gibt es eine Einfangreaktion mit merklichem Wirkungsquerschnitt:

¹H(n,γ)²H +2,223 MeV

Diese Absorption am Wasserstoff ist der Grund dafür, dass ein Leichtwasserreaktor mit Natururan nicht kritisch werden kann.

Reaktorsteuerstäbe bestehen aus Elementen mit großem Wirkungsquerschnitt für eine Absorptionsreaktion, beispielsweise Cadmium, Gadolinium, Bor, Hafnium, Dysprosium, Erbium, Europium, Titan, Cobalt, Samarium und neu vorgeschlagen preiswertes Molybdän und Ytterbium. Xenon kann auch zur Regelung und Stoppung von HTR He-Kugelhaufenreaktoren verwendet werden normalerweise aus Spaltung unerwünschtes Reaktorgift da es abbremst wie auch Samarium. Zur Verbesserung der Stoppleistung und aus anderen Gründen werden Verbindungen gebraucht wie B4C, TiB2, HfB2, Gadoliniumtitanat, Dysprosiumtitanat und neu vorgeschlagen HfC Schicht Smp 3890° für Stoppwanne (Core oder Corium Catcher) wie bei Areva EPR und dick 10BN oder Mo und Mo-Verbindungen wie Mo2B5, MoxC und MoNx. Gadoliniumnitrat wird bei Advanced CANDU Reactor als Lösung in D2O Moderator eingepritzt so wie Areva EPR <2s -90% selbe Zeit aber auch mit 1 von 3 Stoppstäben im Vergleich RBMK bei 18-21s Einfahrzeit bloß -50%/-60% Reduktion mit Borcarbidstäben. Absorption hängt auch von Form des Absorbers ab da gerade dicke Kerne auch reflektieren kaum bei Gd als Lösung in Wasser sonst dreieckig kerben. Cobalt wird als ⁵⁹Co für Produktion von ⁶⁰Co im Reaktor als Absorber verwendet wobei ⁶⁰Co als starker Gammastrahler für Röntgengeräte verwendet wird und natürlich nicht vorkommt.

In Leichtwasserreaktoren verwendet man neben Steuerstäben häufig die wasserlösliche Borsäure zur Regulierung der Reaktorleistung sowie zur Notabschaltung (Notborierung) des Reaktors im Falle einer Fehlfunktion der Steuerstäbe. Zur Notabschaltung wird der Reaktordruckbehälter mit stark borsäurehaltigem Wasser geflutet, um die Kettenreaktion sofort zum Erliegen zu bringen.^[1]

Einige Neutronenabsorber entstehen im Reaktor als unvermeidliche Nebenprodukte. Ihre Wirkung muss während des Reaktorbetriebs durch entsprechendes Entfernen anderer Absorber ausgeglichen werden. Eines dieser sogenannten Neutronengifte ist das Xenon-Isotop ¹³⁵Xe, das durch die so genannte Xenonvergiftung nach einer Reaktorabschaltung für eine gewisse Zeit das Wiederanfahren unmöglich macht.

1. ↑ Notabschaltung des KKW Kosloduj im März 2006.

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• Link zu Daten für Einfang thermischer Neutronen
• "Die homogene Vergiftung des Reaktors FR2 mit Borsäure"