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 52 nuklidów i 126 połączeń. Wyszukiwanie do przodu — co powstaje z Bi-207.
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: 73wychwyt: 53rozszczepienie: 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
Bi-207 → Po-207
β⁻ 100.0%
1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
Po-207 → Pb-203
α 100.0%
1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
Po-207 → At-207
β⁻ 100.0%
1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
Bi-208 → Po-208
β⁻ 100.0%
1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
Pb-203 → Bi-203
β⁻ 100.0%
1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
At-207 → Bi-203
α 100.0%
1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
At-207 → Rn-207
β⁻ 100.0%
1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
Po-208 → Pb-204
α 100.0%
1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.

Wąskie gardła i przejścia formalne

PrzejścieWagaDlaczego uważać
Bi-207 → Bi-208
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Bi-208 → Bi-209
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Pb-203 → Pb-204
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Bi-209 → Bi-210
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Pb-204 → Pb-205
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Bi-204m1 → Bi-205
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Pb-205 → Pb-206
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Bi-204 → Bi-205
(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
Bi-2078320731.5 latbeta-→Po-207 →Bi-208
Po-207842075.8 halpha→Pb-203 →At-207 →Po-208
Bi-20883208367.7 kybeta-→Po-208 →Bi-209
Pb-203822032.16 dnibeta-→Bi-203 →Pb-204
At-207852071.8 halpha→Bi-203 →Rn-207 →At-208
Po-208842082.9 latalpha→Pb-204 →At-208 →Po-209
Bi-20983209stabilnystable→Bi-210
Bi-2038320311.8 hbeta-→Po-203 →Bi-204m1
Pb-20482204stabilnystable→Pb-205
Rn-207862079.25 minalpha→Po-203 →Fr-207 →Rn-208
At-208852081.63 halpha→Bi-204 →Rn-208 →At-209
Po-20984209101.9 latalpha→Pb-205 →At-209 →Po-210
Bi-210832105.01 dnibeta-→Po-210 →Bi-211
Po-2038420336.7 minalpha→Pb-199 →At-203 →Po-204
Bi-204m18320413.0 msit→Bi-204 →Bi-205
Pb-2058220515.3 Mybeta-→Bi-205 →Pb-206
Fr-2078720714.8 salpha→At-203 →Ra-207 →Fr-208
Rn-2088620824.4 minalpha→Po-204 →Fr-208 →Rn-209
Bi-2048320411.2 hbeta-→Po-204 →Bi-205
At-209852095.41 halpha→Bi-205 →Rn-209 →At-210
Po-21084210138.4 dnialpha→Pb-206 →At-210 →Po-211m1
Bi-211832112.14 minbeta-→Po-211 →Bi-212m2 →Bi-212m1
Pb-199821991.5 hbeta-→Bi-199 →Pb-200
At-203852037.4 minalpha→Bi-199 →Rn-203 →At-204m1
Po-204842043.53 halpha→Pb-200 →At-204 →Po-205
Bi-2058320515.3 dnibeta-→Po-205 →Bi-206
Pb-20682206stabilnystable→Hg-203
Ra-207882071.3 salpha→Rn-203 →Ac-207 →Ra-208
Fr-2088720859.1 salpha→At-204 →Ra-208 →Fr-209
Rn-2098620928.5 minalpha→Po-205 →Fr-209 →Rn-210
At-210852108.1 halpha→Bi-206 →Rn-210 →At-211
Po-211m18421125.2 sit→Po-211 →Po-212m1
Po-21184211516.0 msalpha→Pb-207 →At-211 →Po-212m1
Bi-212m2832127 minit→Bi-212 →Bi-213
Bi-212m18321225.0 minit→Bi-212 →Bi-213
Bi-1998319927.0 minbeta-→? →?
Pb-2008220021.5 hbeta-→? →?
Rn-2038620342.0 salpha→? →? →?
At-204m185204108.0 msit→At-204 →?
At-204852049.2 minalpha→? →? →?
Po-205842051.66 halpha→? →? →?
Bi-206832066.24 dnibeta-→? →Bi-207
Hg-2038020346.6 dnibeta-→? →?
Ac-2078920727.0 msalpha→? →?
Ra-208882081.3 salpha→? →? →?
Fr-2098720950.0 salpha→? →? →?
Rn-210862102.4 halpha→? →? →?
At-211852117.21 halpha→Bi-207 →? →?
Po-212m18421245.1 sit→? →?
Pb-20782207stabilnystable→?
Bi-212832121.01 hbeta-→? →Bi-213
Bi-2138321345.6 minbeta-→? →?

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.