Materiali moderati con terre rare

I neutroni nei reattori a neutroni termici devono essere moderati. Secondo il principio dei reattori, per ottenere un buon effetto di moderazione, gli atomi leggeri con numeri di massa vicini ai neutroni sono utili per la moderazione dei neutroni. Pertanto, i materiali moderatori si riferiscono a quei materiali nuclidici che contengono numeri di massa bassi e non sono facili da catturare neutroni. Questo tipo di materiale ha una sezione trasversale di diffusione dei neutroni più grande e una sezione trasversale di assorbimento dei neutroni più piccola. I nuclidi che soddisfano queste condizioni includono idrogeno, trizio,berillioe grafite, mentre quelli effettivamente utilizzati includono acqua pesante (D2O),berillio(Be), grafite (C), idruro di zirconio e alcuni composti delle terre rare.

Le sezioni d'urto di cattura dei neutroni termiciterre rareelementiittrio,cerio, Elantaniosono tutti piccoli e formano i corrispondenti idruri dopo l'assorbimento dell'idrogeno. Come trasportatori di idrogeno, possono essere utilizzati come moderatori solidi nei nuclei dei reattori per rallentare la velocità dei neutroni e aumentare la probabilità di reazioni nucleari. L'idruro di ittrio contiene un gran numero di atomi di idrogeno, equivalenti alla quantità di acqua, e la sua stabilità è eccellente. Fino a 1200 ℃, l'idruro di ittrio perde solo pochissimo idrogeno, rendendolo un promettente materiale per la decelerazione del reattore ad alta temperatura.