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.

Do przodu (→): startujemy od nuklidu i szukamy co z niego powstaje (rozpad, wychwyt neutronów, rozszczepienie).
Wstecz (←): startujemy od nuklidu docelowego i szukamy jakie nuklidy mogą go wyprodukować — odwrócenie każdego typu przejścia. Pytanie: „skąd pochodzi Cs-137?" zamiast „co powstaje z U-235?".

Symbol pierwiastka + liczba masowa (np. U-235, Co-60). Dla stanów wzbudzonych dodaj m1 lub m2 (np. Am-241m1). W trybie do przodu to punkt startowy; w trybie wstecz to cel.

Ile „kroków" od nuklidu startowego szukać połączeń. Głębokość 1 = tylko bezpośredni produkt. Głębokość 5–6 = typowe łańcuchy w reaktorze. Głębokość 10+ = rozbudowane sieci produktów rozszczepienia (może wygenerować setki węzłów).

Wpisz albo wybierz wartość w jednostce podanej w etykiecie; zakres jest walidowany w kontrolerze kalkulatora.

Rozpad: samorzutne przemiany jądrowe (α, β⁻, EC, IT, SF) — zachodzą zawsze, bez neutronów.
Wychwyt (n,γ): jądro pochłania neutron i emituje foton γ; A rośnie o 1 (ważne w reaktorze, wymaga strumienia neutronów).
Rozszczepienie (n,f): jądro rozbija się na dwa fragmenty po pochłonięciu neutronu; daje szeroki wachlarz produktów (Cs-137, Sr-90, I-131 itp.).
Próg: reakcje wymagające neutronów szybkich (n,2n), (n,p) — rzadkie w reaktorach termicznych, ważne dla fizyki neutronowej szybkiej.

Resetuj

Model zweryfikowany — szczegółowa walidacja

Znaleziono 78 nuklidów i 218 połączeń. Wyszukiwanie do przodu — co powstaje z Am-236.
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: 139wychwyt: 79rozszczepienie: 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

PrzejścieWagaOcena
Am-236 → Np-232
α 100.0%
1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
Am-236 → Cm-236
β⁻ 100.0%
1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
Np-232 → Pa-228
α 100.0%
1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
Np-232 → Pu-232
β⁻ 100.0%
1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
Cm-236 → Pu-232
α 100.0%
1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
Cm-236 → Bk-236
β⁻ 100.0%
1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
Am-237 → Np-233
α 100.0%
1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
Am-237 → Cm-237
β⁻ 100.0%
1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.

Wąskie gardła i przejścia formalne

PrzejścieWagaDlaczego uważać
Am-236 → Am-237
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Np-232 → Np-233
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Cm-236 → Cm-237
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Bk-236 → Bk-237
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Cm-237 → Cm-238
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Np-234 → Np-235
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Bk-237 → Bk-238
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Cm-232 → Cm-233
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Węzły łańcucha — szczegóły

= 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.

NuklidZATyp rozpaduPołączenia wychodzące
Am-236952364.4 minalpha→Np-232 →Cm-236 →Am-237
Np-2329323214.7 minalpha→Pa-228 →Pu-232 →Np-233
Cm-2369623610.0 minalpha→Pu-232 →Bk-236 →Cm-237
Am-237952371.22 halpha→Np-233 →Cm-237 →Am-238
Pa-2289122822.0 halpha→Ac-224 →U-228 →Pa-229
Pu-2329423234.1 minalpha→U-228 →Am-232 →Pu-233
Np-2339323336.2 minalpha→Pa-229 →Pu-233 →Np-234
Bk-236972361 minalpha→Am-232 →Bk-237
Cm-2379623720.0 minalpha→Pu-233 →Bk-237 →Cm-238
Am-238952381.63 halpha→Np-234 →Cm-238 →Am-239
Ac-224892242.78 halpha→Fr-220 →Th-224 →Ac-225
U-228922289.1 minalpha→Th-224 →Np-228 →U-229
Pa-229912291.5 dnialpha→Ac-225 →U-229 →Pa-230
Am-232952321.32 minalpha→Np-228 →Cm-232 →Am-233
Pu-2339423320.9 minalpha→U-229 →Am-233 →Pu-234
Np-234932344.4 dnialpha→Pa-230 →Pu-234 →Np-235
Bk-237972371 minalpha→Am-233 →Cf-237 →Bk-238
Cm-238962382.4 halpha→Pu-234 →Bk-238 →Cm-239
Am-2399523911.9 halpha→Np-235 →Cm-239 →Am-240m1
Fr-2208722027.4 salpha→At-216 →Ra-220 →Fr-221
Th-224902241.05 salpha→Ra-220 →Pa-224 →Th-225
Ac-2258922510.0 dnialpha→Fr-221 →Th-225 →Ac-226
Np-228932281.02 minalpha→Pa-224 →Pu-228 →Np-229
U-2299222958.0 minalpha→Th-225 →Np-229 →U-230
Pa-2309123017.4 dnialpha→Ac-226 →U-230 →Pa-231
Cm-232962321 minalpha→Pu-228 →Cm-233
Am-233952332 minalpha→Np-229 →Cm-233 →Am-234
Pu-234942348.8 halpha→U-230 →Am-234 →Pu-235m1
Np-235932351.08 latalpha→Pa-231 →Pu-235 →Np-236m1
Cf-237982372.1 salpha→Cm-233 →Cf-238
Bk-238972382.4 minalpha→Am-234 →Cf-238 →Bk-239
Cm-239962392.9 halpha→Pu-235 →Bk-239 →Cm-240m1
Am-240m195240942.0 μsit→Am-240 →Am-241
At-21685216300.0 μsalpha→Bi-212 →Rn-216 →At-217
Ra-2208822018.0 msalpha→Rn-216 →Ac-220 →Ra-221
Fr-221872214.9 minalpha→At-217 →Ra-221 →Fr-222
Pa-22491224850.0 msalpha→Ac-220 →U-224 →Pa-225
Th-225902258.72 minalpha→Ra-221 →Pa-225 →Th-226
Ac-226892261.22 dnialpha→Fr-222 →Th-226 →Ac-227
Pu-22894228200.0 msalpha→U-224 →Pu-229
Np-229932294 minalpha→Pa-225 →Pu-229 →Np-230
U-2309223020.8 dnialpha→Th-226 →Np-230 →U-231
Pa-2319123132.7 kyalpha→Ac-227 →U-231 →Pa-232
Cm-233962331 minalpha→Pu-229 →Cm-234
Am-234952342.32 minalpha→Np-230 →Cm-234 →Am-235
Pu-235m19423525.0 nsit→Pu-235 →Pu-236
Pu-2359423525.3 minalpha→U-231 →Am-235 →Pu-236
Np-236m19323622.5 hit→Np-236 →Np-237
Cf-2389823821.0 msalpha→Cm-234 →Cf-239
Bk-239972393 minalpha→Am-235 →Cf-239 →Bk-240
Cm-240m19624010.0 psit→Cm-240 →Cm-241
Am-240952402.12 dnialpha→Np-236 →Cm-240 →Am-241m1
Am-24195241431.9 latalpha→Np-237 →Cm-241 →Am-242m1
Bi-212832121.01 hbeta-→? →?
Rn-2168621645.0 μsalpha→? →? →?
At-2178521732.3 msalpha→? →? →?
Ac-2208922026.4 msalpha→? →? →?
Ra-2218822128.0 salpha→? →? →?
Fr-2228722214.2 minalpha→? →? →?
U-22492224900.0 μsalpha→? →?
Pa-225912251.7 salpha→? →? →?
Th-2269022630.6 minalpha→? →? →?
Ac-2278922721.8 latalpha→? →? →?
Pu-229942292 μsalpha→? →?
Np-230932304.6 minalpha→? →? →?
U-231922314.2 dnialpha→? →? →?
Pa-232912321.31 dnialpha→? →? →?
Cm-234962342 minalpha→? →?
Am-2359523515.0 minalpha→? →? →Am-236
Pu-236942362.86 latalpha→? →Am-236 →?
Np-23693236153.9 kyalpha→Pa-232 →Pu-236 →? +1 więcej
Np-237932372.14 Myalpha→? →? →?
Cf-2399823939.0 salpha→? →?
Bk-240972404.8 minalpha→Am-236 →? →?
Cm-2409624027.0 dnialpha→Pu-236 →Bk-240 →Cm-241
Cm-2419624132.8 dnialpha→? →? →?
Am-241m1952411.2 μsit→Am-241 →?
Am-242m195242140.9 latit→? →?

Dane źródłowe i granice precyzji

Aktywacja, łańcuchy i przekroje neutronowe

Co-60ENDF/B: tak; JEFF: tak; FISPACT: tak
Mn-56ENDF/B: tak; JEFF: tak; FISPACT: tak
Na-24ENDF/B: tak; JEFF: tak; FISPACT: tak
Cs-137ENDF/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 grupoweJEFF-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 presetowenie 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.