ChainFinder — Łańcuchy Transmutacji

ChainFinder

Artykuły: ORIGEN i FISPACT, Dane jądrowe ENDF/GNDS.

ChainFinder pomaga zobaczyć nuklidy jako sieć powiązań, a nie jako pojedyncze, oderwane wpisy w tabeli. Można nim sprawdzić, co powstaje z danego izotopu albo z jakich wcześniejszych izotopów dany nuklid może pochodzić. Kalkulator korzysta z lokalnych danych o rozpadach, wychwycie neutronów, reakcjach progowych i wybranych produktach rozszczepienia. Wynik jest grafem możliwych przejść, który pomaga zrozumieć łańcuchy promieniotwórcze, aktywację materiałów oraz genezę produktów rozszczepienia. Narzędzie pokazuje dostępne ścieżki w bazie danych, ale nie mówi jeszcze, która z nich dominuje ilościowo w konkretnym reaktorze lub próbce.

✓ Model zweryfikowany — szczegółowa walidacja

Znaleziono 80 nuklidów i 215 połączeń. Wyszukiwanie do przodu — co powstaje z Ac-219.

Graf łańcucha transmutacji

Węzły: kliknij aby otworzyć kartę nuklidu w NKE. Kolory węzłów odpowiadają dominującemu trybowi rozpadu (jak w karcie nuklidów). Grubość strzałki ≈ prawdopodobieństwo/intensywność przejścia. Zielony = rozpad, niebieski = wychwyt (n,γ), fioletowy = rozszczepienie (n,f).

Rodzaje połączeń (legenda)

Rozpad radioaktywny (α, β, EC, IT, SF)

Wychwyt neutronów (n,γ) — A rośnie o 1

Rozszczepienie (n,f) — dwa produkty

Audyt ścieżek — graf formalny kontra ścieżka fizyczna

rozpad: 135wychwyt: 80rozszczepienie: 0progowe: 0

Ranking nie jest pełnym rachunkiem reakcji w konkretnym reaktorze. To szybka ocena dydaktyczna: branching ratio mówi o rozpadzie, przekrój czynny o wychwycie w strumieniu neutronów, a wydajność rozszczepienia o typowych produktach fragmentacji. Krawędź o niskiej wadze może być poprawna formalnie, ale w praktyce wymaga szczególnych warunków albo daje znikomy wkład.

Najsilniejsze połączenia w tym grafie

Przejście	Waga	Ocena
Ac-219 → Fr-215 α 100.0%	1	dominujące Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią. Rodzic jest bardzo krótkożyciowy, więc etap jest raczej pośredni niż magazynowany. Produkt szybko zanika; w praktycznym bilansie trzeba liczyć następny krok łańcucha.
Ac-219 → Th-219 β⁻ 100.0%	1	dominujące Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią. Rodzic jest bardzo krótkożyciowy, więc etap jest raczej pośredni niż magazynowany. Produkt szybko zanika; w praktycznym bilansie trzeba liczyć następny krok łańcucha.
Ac-219 → Ac-220 (n,γ) σ=100 b	1	silne Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 100 b dla danych termicznych. Produkt szybko zanika; w praktycznym bilansie trzeba liczyć następny krok łańcucha.
Fr-215 → At-211 α 100.0%	1	dominujące Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią. Rodzic jest bardzo krótkożyciowy, więc etap jest raczej pośredni niż magazynowany.
Fr-215 → Ra-215 β⁻ 100.0%	1	dominujące Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią. Rodzic jest bardzo krótkożyciowy, więc etap jest raczej pośredni niż magazynowany. Produkt szybko zanika; w praktycznym bilansie trzeba liczyć następny krok łańcucha.
Fr-215 → Fr-216m1 (n,γ) σ=100 b	1	silne Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 100 b dla danych termicznych. Produkt szybko zanika; w praktycznym bilansie trzeba liczyć następny krok łańcucha.
Th-219 → Ra-215 α 100.0%	1	dominujące Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią. Rodzic jest bardzo krótkożyciowy, więc etap jest raczej pośredni niż magazynowany. Produkt szybko zanika; w praktycznym bilansie trzeba liczyć następny krok łańcucha.
Th-219 → Pa-219 β⁻ 100.0%	1	dominujące Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią. Rodzic jest bardzo krótkożyciowy, więc etap jest raczej pośredni niż magazynowany. Produkt szybko zanika; w praktycznym bilansie trzeba liczyć następny krok łańcucha.

Wąskie gardła i przejścia formalne

Przejście	Waga	Dlaczego uważać
Bi-207 → Bi-208 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Bi-208 → Bi-209 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
U-220 → U-221 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1. Produkt szybko zanika; w praktycznym bilansie trzeba liczyć następny krok łańcucha.
Pb-203 → Pb-204 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Bi-209 → Bi-210 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
U-221 → U-222 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1. Produkt szybko zanika; w praktycznym bilansie trzeba liczyć następny krok łańcucha.
Pb-204 → 822050 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
At-212 → At-213 (n,γ) σ=2.0e-6 b	2.0e-8	słabe Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 2.0e-6 b dla danych termicznych. Produkt szybko zanika; w praktycznym bilansie trzeba liczyć następny krok łańcucha.

Węzły łańcucha — szczegóły

T½ = czas półrozpadu (czas po którym połowa atomów ulegnie przemianie). Klasa = dominujący tryb rozpadu (kolor). Połączenia = produkty przejść z tego nuklidu. Kliknij nazwę nuklidu aby zobaczyć pełną kartę danych.

Nuklid	Z	A	T½	Typ rozpadu	Połączenia wychodzące
Ac-219	89	219	11.8 μs	alpha	→Fr-215 →Th-219 →Ac-220
Fr-215	87	215	86.0 ns	alpha	→At-211 →Ra-215 →Fr-216m1
Th-219	90	219	1.05 μs	alpha	→Ra-215 →Pa-219 →Th-220
Ac-220	89	220	26.4 ms	alpha	→Fr-216 →Th-220 →Ac-221
At-211	85	211	7.21 h	alpha	→Bi-207 →Rn-211 →At-212m1
Ra-215	88	215	1.59 ms	alpha	→Rn-211 →Ac-215 →Ra-216m1
Fr-216m1	87	216	71.0 ns	it	→Fr-216 →Fr-217
Pa-219	91	219	53.0 ns	alpha	→Ac-215 →U-219 →Pa-220
Th-220	90	220	9.7 μs	alpha	→Ra-216 →Pa-220 →Th-221
Fr-216	87	216	700.0 ns	alpha	→At-212 →Ra-216 →Fr-217
Ac-221	89	221	52.0 ms	alpha	→Fr-217 →Th-221 →Ac-222m1
Bi-207	83	207	31.5 lat	beta-	→Po-207 →Bi-208
Rn-211	86	211	14.6 h	alpha	→Po-207 →Fr-211 →Rn-212
At-212m1	85	212	119.0 ms	it	→At-212 →At-213
Ac-215	89	215	170.0 ms	alpha	→Fr-211 →Th-215 →Ac-216m1
Ra-216m1	88	216	200.0 ps	it	→Ra-216 →Ra-217
Fr-217	87	217	22.0 μs	alpha	→At-213 →Ra-217 →Fr-218m1
U-219	92	219	42.0 μs	alpha	→Th-215 →U-220
Pa-220	91	220	780.0 ns	alpha	→Ac-216 →U-220 →Pa-221
Ra-216	88	216	182.0 ns	alpha	→Rn-212 →Ac-216 →Ra-217
Th-221	90	221	1.68 ms	alpha	→Ra-217 →Pa-221 →Th-222
At-212	85	212	314.0 ms	alpha	→Bi-208 →Rn-212 →At-213
Ac-222m1	89	222	1.05 min	it	→Ac-222 →Ac-223
Po-207	84	207	5.8 h	alpha	→Pb-203 →At-207 →Po-208
Bi-208	83	208	367.7 ky	beta-	→Po-208 →Bi-209
Fr-211	87	211	3.1 min	alpha	→At-207 →Ra-211 →Fr-212
Rn-212	86	212	23.9 min	alpha	→Po-208 →Fr-212 →Rn-213
At-213	85	213	125.0 ns	alpha	→Bi-209 →Rn-213 →At-214m1
Th-215	90	215	1.2 s	alpha	→Ra-211 →Pa-215 →Th-216m1
Ac-216m1	89	216	330.0 μs	it	→Ac-216 →Ac-217m1
Ra-217	88	217	1.6 μs	alpha	→Rn-213 →Ac-217 →Ra-218
Fr-218m1	87	218	22.0 ms	it	→Fr-218 →Fr-219
U-220	92	220	60.0 ns	alpha	→Th-216 →U-221
Ac-216	89	216	330.0 μs	alpha	→Fr-212 →Th-216 →Ac-217m1
Pa-221	91	221	4.9 μs	alpha	→Ac-217 →U-221 →Pa-222
Th-222	90	222	2.8 ms	alpha	→Ra-218 →Pa-222 →Th-223
Ac-222	89	222	5 s	alpha	→Fr-218 →Th-222 →Ac-223
Ac-223	89	223	2.1 min	alpha	→Fr-219 →Th-223 →Ac-224
Pb-203	82	203	2.16 dni	beta-	→Bi-203 →Pb-204
At-207	85	207	1.8 h	alpha	→Bi-203 →Rn-207 →At-208
Po-208	84	208	2.9 lat	alpha	→Pb-204 →At-208 →Po-209
Bi-209	83	209	stabilny	stable	→Bi-210
Ra-211	88	211	13.0 s	alpha	→Rn-207 →Ac-211 →Ra-212
Fr-212	87	212	20.0 min	alpha	→At-208 →Ra-212 →Fr-213
Rn-213	86	213	25.0 ms	alpha	→Po-209 →Fr-213 →Rn-214m1
At-214m1	85	214	265.0 ns	it	→At-214 →At-215
Pa-215	91	215	15.0 ms	alpha	→Ac-211 →Pa-216
Th-216m1	90	216	180.0 μs	it	→Th-216 →Th-217
Ac-217m1	89	217	10.0 ns	it	→Ac-217 →Ac-218
Ac-217	89	217	69.0 ns	alpha	→Fr-213 →Th-217 →Ac-218
Ra-218	88	218	25.6 μs	alpha	→Rn-214 →Ac-218 →Ra-219
Fr-218	87	218	1 ms	alpha	→At-214 →Ra-218 →Fr-219
Fr-219	87	219	20.0 ms	alpha	→At-215 →Ra-219 →Fr-220
Th-216	90	216	28.0 ms	alpha	→Ra-212 →Pa-216 →Th-217
U-221	92	221	700.0 ns	alpha	→Th-217 →U-222
Pa-222	91	222	3.3 ms	alpha	→Ac-218 →U-222 →Pa-223
Th-223	90	223	600.0 ms	alpha	→Ra-219 →Pa-223 →Th-224
Ac-224	89	224	2.78 h	alpha	→Fr-220 →Th-224 →Ac-225
Bi-203	83	203	11.8 h	beta-	→? →?
Pb-204	82	204	stabilny	stable	→?
Rn-207	86	207	9.25 min	alpha	→? →? →?
At-208	85	208	1.63 h	alpha	→? →? →?
Po-209	84	209	101.9 lat	alpha	→? →? →?
Bi-210	83	210	5.01 dni	beta-	→? →?
Ac-211	89	211	250.0 ms	alpha	→? →? →?
Ra-212	88	212	13.0 s	alpha	→? →? →?
Fr-213	87	213	34.6 s	alpha	→? →? →?
Rn-214m1	86	214	690.0 ps	it	→Rn-214 →?
At-214	85	214	558.0 ns	alpha	→Bi-210 →Rn-214 →At-215
At-215	85	215	100.0 μs	alpha	→? →? →?
Pa-216	91	216	105.0 ms	alpha	→? →?
Th-217	90	217	252.0 μs	alpha	→? →? →?
Ac-218	89	218	1.08 μs	alpha	→? →? →Ac-219
Rn-214	86	214	270.0 ns	alpha	→? →? →?
Ra-219	88	219	10.0 ms	alpha	→? →Ac-219 →?
Fr-220	87	220	27.4 s	alpha	→? →? →?
U-222	92	222	1 μs	alpha	→? →?
Pa-223	91	223	5 ms	alpha	→Ac-219 →? →?
Th-224	90	224	1.05 s	alpha	→? →? →?
Ac-225	89	225	10.0 dni	alpha	→? →? →?

Dane źródłowe i granice precyzji

Aktywacja, łańcuchy i przekroje neutronowe

Co-60	ENDF/B: tak; JEFF: tak; FISPACT: tak
Mn-56	ENDF/B: tak; JEFF: tak; FISPACT: tak
Na-24	ENDF/B: tak; JEFF: tak; FISPACT: tak
Cs-137	ENDF/B: tak; JEFF: tak; FISPACT: tak
Co-59 (n,gamma)	selektywna baza ENDF/B MF=3: σ(1 MeV)=0.0062 b; termiczne wartości presetów pozostają osobnym źródłem
Mn-55 (n,gamma)	selektywna baza ENDF/B MF=3: σ(1 MeV)=0.0031 b; termiczne wartości presetów pozostają osobnym źródłem
Na-23 (n,gamma)	selektywna baza ENDF/B MF=3: σ(1 MeV)=2.300e-4 b; termiczne wartości presetów pozostają osobnym źródłem
Przekroje grupowe	JEFF-4.0 293 K: Co-59 MT=102 σ(1 MeV)=0.0063 b; FISPACT ENDFB81 293 K: Co-59 MT=102 σ(1 MeV)=0.0063 b; parser TAB1/MF=3 jest gotowy do audytu, ale nie wykonuje kondensacji widmowej
Materiały presetowe	nie powinny być rozszerzane ręcznymi stałymi, dopóki dostępne źródła przekrojów nie są zaimportowane i testowane

Co to wnosi: już teraz można walidować rozpady produktów aktywacji między ENDF/JEFF/FISPACT. Nowe materiały i widma neutronowe wymagają osobnego importu przekrojów grupowych.

Audyt modelu: ChainFinder

Narzędzie szuka możliwych ścieżek przemian między nuklidami: rozpadów, wychwytów neutronu, rozszczepień i reakcji progowych. Wynik zawiera audyt ścieżek, który odróżnia przejście formalnie istniejące od przejścia fizycznie istotnego.

Najważniejsze uproszczenia

Ścieżka formalnie możliwa nie musi być ścieżką istotną fizycznie w danym strumieniu neutronów.
Ranking korzysta z dostępnych branching ratio, przekrojów i yieldów, ale nie rozwiązuje pełnego pola neutronowego.
Krótkożyciowe nuklidy pośrednie są opisywane ostrzeżeniem, lecz nie ma jeszcze automatycznego bilansu produkcja-zanik.

Co można liczyć dokładniej

Dodać tryby: “reaktor termiczny”, “strumień szybki”, “czysty rozpad po wyłączeniu”.
Dodać numeryczny szacunek wąskiego gardła ścieżki dla podanego strumienia i czasu.
Pokazywać alternatywne ścieżki równolegle, a nie tylko jedną znalezioną trasę grafową.
Dodać pomocnicze dane preobliczone: preobliczone wagi przejść dla typowych widm neutronów.