Neutronen in thermischen Neutronenreaktoren müssen moderiert werden. Um eine gute Moderationswirkung zu erzielen, sind nach dem Prinzip von Reaktoren leichte Atome mit Massenzahlen nahe Neutronen für die Neutronenmoderation von Vorteil. Moderierende Materialien beziehen sich daher auf solche Nuklidmaterialien, die eine geringe Massenzahl aufweisen und sich nicht leicht für das Einfangen von Neutronen eignen. Diese Art von Material hat einen größeren Neutronenstreuungsquerschnitt und einen kleineren Neutronenabsorptionsquerschnitt. Zu den Nukliden, die diese Bedingungen erfüllen, gehören Wasserstoff, Tritium,Berylliumund Graphit, während die tatsächlich verwendeten Stoffe schweres Wasser (D2O) umfassen,Beryllium(Be), Graphit (C), Zirkoniumhydrid und einige Seltenerdverbindungen.
Die thermischen Neutroneneinfangquerschnitte vonseltene ErdeElementeYttrium,Cer, UndLanthansind alle klein und bilden nach der Wasserstoffabsorption entsprechende Hydride. Als Wasserstoffträger können sie als feste Moderatoren in Reaktorkernen eingesetzt werden, um die Neutronengeschwindigkeit zu verlangsamen und die Wahrscheinlichkeit von Kernreaktionen zu erhöhen. Yttriumhydrid enthält eine große Anzahl an Wasserstoffatomen, die der Menge an Wasser entspricht, und seine Stabilität ist ausgezeichnet. Bis 1200 °C verliert Yttriumhydrid nur sehr wenig Wasserstoff, was es zu einem vielversprechenden Hochtemperaturreaktor-Verzögerungsmaterial macht.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 19. Okt. 2023