在核反应堆的运行中，起着关键作用的组件是控制棒，它主要负责调整和稳定反应堆内的中子活动。控制棒的核心材料选择至关重要，因为这些材料需要具备特定的特性。
首先，控制材料需要具有大的中子吸收截面，这意味着它们能有效地捕获反应堆中的中子，从而控制反应的速度。同时，散射截面小的特性也很重要，这样可以减少中子的无目标散射，维持反应的可控性。常见的控制材料包括硼、镉、铪以及一些稀土元素及其合金。
硼作为一种常用的控制材料，因其高吸收截面和吸收中子能量范围广泛而受到青睐。常见的硼材料有碳化硼或硼钢，它们在调节反应堆反应性方面表现出色。
相比之下，镉的热中子吸收截面高于硼，但对超热中子的吸收能力较弱。在水冷堆中，银铟镉合金通常被用于这种情况下，以提供更精细的反应控制。
铪则是一种更为理想的控制材料，因为它对热中子和超热中子都有较高的吸收截面，并且拥有较长的中子吸收寿命。然而，铪作为一种稀有且昂贵的资源，其使用受到了一定的限制。
在选择核反应堆控制材料时，必须考虑到这些材料的性能、可用性和成本，以确保反应堆的安全运行和经济效率。每一种控制材料都有其独特的优势和局限，工程师们需要根据具体的应用环境做出最佳决策。
核反应堆材料（nuclear reactor material），核反应堆内用以产生可控核裂变链式反应并保证安全运行的各类材料。除核燃料外，还包括冷却剂、慢化剂、反射层材料、结构材料、控制材料和屏蔽材料等。核反应堆材料一般在高温、腐蚀介质和辐照等特殊条件下工作，因此对它们的物理、化学和力学性能有严格要求。