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碳化硼之所以具有良好的热中子吸收能力，主要是因为其本身含有B10。B10是天然硼元素的两种同位素之一，B10俘获中子发生如下反应：
B10+n——Li+He
如果将硼元素直接应用于反应堆的控制元件或核屏蔽材料中，则会因为俘获反应产生的锂原子不被晶胞容纳造成元件损伤，而氦气的释放又会造成材料肿胀，影响最终的中子屏蔽效果。选择碳化硼作为元素硼的替代物则可以较好地解决这一问题，其原因和机理可从碳化硼的晶胞结构来解释。
碳化硼为六方菱形，碳化硼晶胞中有很多空隙，且其空隙大于锂原子的直径，B10俘获中子后生成的锂原子不但可以占据原B10原子的位置，还可以被晶格中的空隙所容纳，故不会对材料造成破坏。
经研究表明，碳化硼具有较高的热中子吸收能力以及较高的持有氦的能力，氦释放率低，肿胀也较小，因此碳化硼被广泛应用于核反应堆和核屏蔽材料中。
