Измерение теплоты $\alpha \to \beta$-превращения плутония при импульсном объемном нагреве образцов на ИЯР ЯГУАР

Представлены постановка и результаты измерения одного из основных фундаментальных свойств нелегированного плутония – теплоты $\alpha \to \beta$-превращения. Измерения проведены в условиях нестационарного объемного нагрева плутония в процессе нейтронного облучения образцов на импульсном ядерном реакторе (ИЯР). В основу экспериментов положено определение заданной степени фазового превращения (ФП) плутония по изменению электрического сопротивления образца, измеренного при одной и той же температуре $\sim100^{\circ}$ С в состоянии $\alpha$-фазы до нейтронного облучения и в состоянии метастабильной $\beta$-фазы после нейтронного облучения, завершения $\alpha \to \beta$-превращения и охлаждения до этой температуры измерений. Необходимая степень ФП достигалась в процессе импульсного объемного нагрева плутония при нейтронном облучении образца в канале активной зоны ИЯР ЯГУАР. Значение выделившейся в образце энергии деления ядер плутония определялось путем измерения абсолютного разогрева рабочего тела детектора-монитора, изготовленного из диоксида плутония, и относительной активности индикаторов, изготовленных из оксида урана 235, размещенных на рабочем образце и детекторе-мониторе. По результатам измерения энерговвода и соответствующего изменения электрического сопротивления за счет нагрева и частичного или полного $\alpha \to \beta$-превращения плутония в последовательности экспериментов с нейтронным облучением образца на ИЯР строилась зависимость изменения электрического сопротивления образца от энерговвода. В области значений измеренных параметров, соответствующих $\alpha \to \beta$-превращению плутония, зависимость имела линейный характер. Тангенс угла наклона прямой отражает отношение изменения электрического сопротивления при фазовом превращении к теплоте $\alpha \to \beta$-превращения. Из экспериментально измеренного тангенса угла наклона и значения изменения электрического сопротивления при полном фазовом превращении следует, что теплота $\alpha \to \beta$-превращения $\Delta H_{\alpha\beta} = 3.35$ $\pm$ $0.1$ кДж/моль, что хорошо совпадает с принятым справочным значением $\Delta H_{\mathrm{tr}} = 3.45$ $\pm$ $0.08$ кДж/моль.