兰州硼 10（¹⁰B）：硼的稳定同位素核心特性与应用解析

硼 10（符号 ¹⁰B）是硼元素的两种稳定同位素之一（另一种为硼 11，¹¹B），约 19.9%，因独特的核物理性质，在核能、医疗、材料等领域具有不可替代的作用，是兼具基础研究价值与工业实用性的重要同位素。

一、核心基础特性

1. 原子结构与核性质

• 原子核组成：含 5 个质子、5 个中子（质量数 = 10），原子量约 10.0129 u；

• 核心核反应特性：对低能中子（热中子，能量≈0.025 eV）具有极强的热中子俘获截面（约 3837 barn，1 barn=10⁻²⁴ cm²），远高于硼 11（仅 0.005 barn）和常见中子吸收材料（如镉、 gadolinium）。

• 俘获中子后的反应：¹⁰B + ⁰n → ⁷Li + ⁴He + γ 射线 + 2.79 MeV 能量，产物为氦核（α 粒子）和锂核，均为高 LET（线性能量转移）粒子，射程极短（在固体中仅几微米），能量集中释放。甘肃硼10

2. 物理与化学性质

• 物理状态：常温下为固体，与硼的物理形态一致（结晶态为黑色有金属光泽的晶体）；

• 化学性质：与硼元素整体化学性质相近，易形成共价化合物（如 BF₃、B₂H₆、硼化物等），但因中子数差异，同位素效应会导致部分反应速率、溶解度等存在细微差异（如 ¹⁰BF₃的沸点略高于 ¹¹BF₃）。