Глава 21

Принципы калориметрического анализа

Р. Лайкс (Переводчик П.И. Самарин)

21.1 ВВЕДЕНИЕ

Калориметрия — это количественное измерение теплоты. Она измеряет передачу энергии от одной системы к другой, вызываемую разностью температур. Применения калориметрии включают измерения удельных теплоемкостей твердых тел и жидкостей, теплоты парообразования и горения, тепловой мощности радионуклидов. В последнем из упомянутых измерений используются радиометрические калориметры. Они специально сконструированы для измерения энергии, связанной с альфа-, бета- и гамма-распадом радиоактивных материалов. Данный метод был предложен впервые в 1903 г. для определения теплоты, создаваемой радием.

Методы калориметрии в настоящее время применяются для высокоточного пассивного неразрушающего анализа ядерных материалов, особенно плутония и трития. В данной главе рассматривается калориметрический анализ плутония. Важные отличительные особенности и преимущества калориметрического анализа приведены ниже [1, 2]:

а) может быть проведено измерение для всего образца; б) анализ не зависит от геометрии образца (она оказывает влияние только на

время достижения равновесного состояния); в) анализ не зависит от состава материала матрицы и распределения материа-

ла, включая номинальное содержание влаги; г) анализ не зависит от распределения ядерного материала в образце, вклю-

чая эффекты самоослабления в образце; д) измерения электрического тока и разности потенциалов осуществляются

непосредственно с использованием эталонных материалов Национального бюро стандартов США;

е) калориметрический анализ позволяет в большинстве случаев различать между собой изотопы урана и плутония (только плутоний может быть проанализирован);

ж) калориметрический анализ может применяться для разнообразных форм материалов (включая металлы, сплавы, оксиды, фториды, смешанные оксиды, отходы и скрап), причем нет необходимости в представительных стандартных образцах плутония;

з) калориметрический анализ по точности сравним с химическим анализом, если хорошо известен изотопный состав измеряемого матер иала;