銨）接觸來制備。美國專利 7, 524, 477 (Spielvogel等人）中報道了通過調(diào)節(jié)溫度（例如，通過使用精確的內(nèi)部溫度讀 數(shù)、冷卻反應(yīng)混合物的方法、以及特定的躍變和等溫特征），四烷基硼氫化銨鹽的熱解可以 良好的收率提供隊。氏。 2和/或B 12H122陰離子的鹽。例如，在制備B 1(^。2、B9H9、BnH 14和/ 或B12H122的一些方法中，R 4NBH4S溶解的、懸浮的、或與具有至少約100°C沸點的溶劑混合 并加熱的?？捎玫娜軇┑氖纠– S-C1S燒烴或C S-C1S燒烴的混合物，包括正十二烷以及 正癸烷和正十二烷的混合物。在制備B 1QH1Q2、B9H9、B nH14和/或B 12H122的其他方法中，使 R4NBHjP三烷基胺硼烷加合物的混合物熱解。硼烷與三烷基胺硼烷的比率通常介于約1:3 至約3:1之間，并且該比率可為1:1。在這些方法中，約185°C溫度下的熱解通常以約1.4:1 的比率提供四烷基銨^。氏。 2和四烷基銨B 12H122鹽的混合物。多面體硼烷鹽的各種陽離子 可通過例如離子交換法提供。
[0021] 制備B12H122鹽的另外方法在例如以下專利中報道：美國專利7, 718, 154 (Ivanov 等人），其描述了在路易斯堿存在下金屬氫化物與烷基硼酸反應(yīng)產(chǎn)生路易斯堿-硼烷復(fù)合 物，該復(fù)合物熱分解形成B 12H122鹽；以及美國專利7, 563, 934 (Banavali等人），其描述了金 屬硼烷與XBH3反應(yīng)，其中X為取代的胺、取代的膦、或四氫呋喃。
[0022] CBnH12鹽的合成也是已知的。參見例如，Knoth，W. H.的《美國化學(xué)協(xié)會期刊》，1967 年，第 89 卷，第 1274 頁（Journal of the American Chemical Society, 1967, vol. 89, page 1274) Jelinek，T.等人的《捷克斯洛伐克化學(xué)通訊集》，1986年，第51卷，第819頁 (Collection of Czechoslovak Chemical Communications, 1986, vol. 51, page 819)； 以及Franken，A.等人的《捷克斯洛伐克化學(xué)通訊集》，2001年，第66卷，第1238-1249 頁(Collection of Czechoslovak Chemical Communications,2001,vol.66,pages 1238-1249)。
[0023] 對于兩種天然存在的硼同位素（nB和、)/°B為更好的中子吸收體，其具有大約 3800靶恩（3. 8X 10 24m2)的熱中子吸收截面。因此，在一些實施例中，任何前述鹽中包含的 多面體硼烷陰離子富含i°B?？刹捎枚喾N方法來合成富含、的多面體硼烷鹽。一般而言， 合成以富含的硼酸開始，其可被轉(zhuǎn)化成硼烷鹽。富集的硼烷可用例如任何上述方法來提 供富含的鹽。在一些實施例中，上述熱解混合物中包含的四烷基硼氫化銨鹽或三烷基胺 硼烷加合物中的至少一種富含i°B。來自同位素富集硼酸的同位素富集B nH14鹽描述于美 國專利 7, 641，879 (Spielvogel)中。
[0024] 包括富含 1QB 的鹽的至少一些鹽（例如，Li2B1QH1Q、Na2B 1QH1Q、K2B1QH1Q、（NH 4)2B1QH10、 LiBnH 14、NaBnH14、KBnH14、NH 4BnH14、Li2B12H 12、Na2B12H12、KAAjP (NH 4) 2B12H12)可商購自賓夕 法尼亞州巴倫西亞的硼特殊品有限公司（Boron Specialties LLC, Valencia, PA)。
[0025] 在一些實施例中，多面體硼烷陰離子或碳硼烷陰離子通過Li2B1QH 1Q、LiBnH14、 LiCBnH12、或Li2B12H 12的溶解在含水溶液中提供。在一些實施例中，多面體硼烷鹽為 LiAA。。在一些實施例中，多面體硼烷鹽為Li2B12H12。在一些實施例中，多面體硼烷鹽 為LiB nH14。在一些實施例中，碳硼烷鹽為LiCBnH12。與其他多面體硼烷鹽或碳硼烷鹽相 比，由于鋰的原子量低，故此類鹽可具有最高重量百分比的硼。此外，如下文更詳細(xì)的討 論，鋰鹽可具有最高水中溶解度的多面體硼烷鹽的一些。 7Li是最常見的鋰同位素，其占該 原子的92. 5 %。然而，7Li是中子透明的，并且在一些實施例中，其可用于將要富含7Li的 Li 2B1QH1Q、LiBnH14、LiCB nH12、或Li2B12H12中的任一者。 7Li的富集可通過將根據(jù)上述方法制 備的妝以)#1。111。也 4他111114、妝加281211 12、或碳硼烷鹽與可商購獲得的71^011在水中處理來 進(jìn)行。
[0026] 由于多面體硼烷鹽和碳硼烷鹽通常高的硼含量，故它們可用于例如本文所公開的 方法和核反應(yīng)堆中。盡管硼酸僅為17. 5重量％的硼，但通?？捎糜趯嵤┍竟_的多面體硼 烷鹽和碳硼烷鹽具有基于該鹽的總分子量計至少25重量％的硼。例如，CsA。!^。為28重 量％的硼。在其他示例中，Li 2B1QH1Q、Na2B1QH 1Q和。分別為8L 9重量％、65. 9重 量％和70. 1重量％的硼。在另外示例中，Li2B12H12、NaAAjP (NH4)2B12H12分別為83. 3重 量％、69. 1重量％和72. 9重量％的硼。在另一個示例中，LiCBuH^NaCBuHjP KCB ^知分 別為79. 3重量％、71. 6重量％和65. 3重量％的硼。在一些實施例中，多面體硼烷鹽或碳硼 烷鹽具有基于該鹽的總分子量計至少30、35、40、45、50、55、60、或65重量％的硼。
[0027] 由于多面體硼烷鹽在水中的高溶解度，故其可用于例如本文所公開的方法和核反 應(yīng)堆中。盡管通常報道硼酸在20°C下具有僅約4. 7克/100克溶液的水中溶解度，通常，可 用于實施本公開的多面體硼烷鹽在20°C下具有至少15克/100克溶液的溶解度或至少三倍 的硼酸的水中溶解度。在一些實施例中，可用于實施本公開的多面體硼烷鹽在20°C下具有 至少20、25、30、35、40、45、或至少50克/100克溶液的水中溶解度。人們也希望某些碳硼烷 鹽具有可用的水中溶解度。例如，〇8 11氏2是非常弱的配位陰離子。許多不同鹽的水中溶解 度和確定這些溶解度的方法報道于下文實例中。
[0028] 根據(jù)本公開的方法可實施于任何類型的核反應(yīng)堆，并且類似地，根據(jù)本公開的核 反應(yīng)堆包括多種類型。在一些實施例中，核反應(yīng)堆為輕水反應(yīng)堆、沸水反應(yīng)堆、加壓水反應(yīng) 堆、小型模塊化反應(yīng)堆、或重水反應(yīng)堆。在一些實施例中，核反應(yīng)堆為輕水反應(yīng)堆，所述輕水 反應(yīng)堆可為沸水反應(yīng)堆或加壓水反應(yīng)堆。
[0029] 在一些實施例中，根據(jù)本公開的核反應(yīng)堆和/或根據(jù)本公開方法冷卻的是輕水反 應(yīng)堆。在輕水反應(yīng)堆中，初冷卻劑為H 20,其流經(jīng)反應(yīng)堆的堆芯以提取熱量而產(chǎn)生蒸汽或用 于其他有用的目的。對于發(fā)電而言，蒸汽可用于驅(qū)使發(fā)電渦輪機(jī)。在熱核反應(yīng)堆中，初冷卻 劑水也充當(dāng)熱化中子的中子慢化劑，中子可提高可裂變物質(zhì)的反應(yīng)率。采用各種反應(yīng)率控 制機(jī)制諸如機(jī)械操作控制棒和初冷卻劑與可溶性中子毒物的化學(xué)處理來調(diào)節(jié)反應(yīng)率和所 得的熱產(chǎn)生。
[0030] 在一些實施例中，根據(jù)本公開的核反應(yīng)堆和/或根據(jù)本公開方法冷卻的是沸水反 應(yīng)堆（BWR)。BWR是上述輕水反應(yīng)堆中的一種類型，其中使初冷卻劑水受熱至沸騰以產(chǎn)生蒸 汽。初冷卻劑水通常保持在也含有反應(yīng)堆的堆芯的反應(yīng)堆壓力容器中。在根據(jù)本公開的方 法和核反應(yīng)堆的一些實施例中，本文所公開的含水溶液包含在反應(yīng)堆壓力容器中。
[0031] 在一些實施例中，根據(jù)本公開的核反應(yīng)