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 212 połączeń. Wyszukiwanie do przodu — co powstaje z Fr-218.

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: 131wychwyt: 81rozszczepienie: 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
Fr-218 → At-214 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.
Fr-218 → Ra-218 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-218 → Fr-219 (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.
At-214 → Bi-210 α 100.0%	1	dominujące Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią. Rodzic jest bardzo krótkożyciowy, więc etap jest raczej pośredni niż magazynowany.
At-214 → Rn-214 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.
At-214 → At-215 (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.
Ra-218 → Rn-214 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.
Ra-218 → Ac-218 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-206 → Bi-207 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Pb-207 → Pb-208 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Tl-203 → 812040 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Hg-204 → 802050 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Bi-207 → 832080 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Pb-208 → 822090 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Pb-206 → Hg-203 (n,γ) σ=1.89e-32 b	1.89e-34	słabe Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 1.89e-32 b dla danych termicznych.
At-212 → 852130 (n,γ) σ=2.0e-6 b	2.0e-8	słabe Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 2.0e-6 b dla danych termicznych.

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
Fr-218	87	218	1 ms	alpha	→At-214 →Ra-218 →Fr-219
At-214	85	214	558.0 ns	alpha	→Bi-210 →Rn-214 →At-215
Ra-218	88	218	25.6 μs	alpha	→Rn-214 →Ac-218 →Ra-219
Fr-219	87	219	20.0 ms	alpha	→At-215 →Ra-219 →Fr-220
Bi-210	83	210	5.01 dni	beta-	→Po-210 →Bi-211
Rn-214	86	214	270.0 ns	alpha	→Po-210 →Fr-214 →Rn-215
At-215	85	215	100.0 μs	alpha	→Bi-211 →Rn-215 →At-216m1
Ac-218	89	218	1.08 μs	alpha	→Fr-214 →Th-218 →Ac-219
Ra-219	88	219	10.0 ms	alpha	→Rn-215 →Ac-219 →Ra-220
Fr-220	87	220	27.4 s	alpha	→At-216 →Ra-220 →Fr-221
Po-210	84	210	138.4 dni	alpha	→Pb-206 →At-210 →Po-211m1
Bi-211	83	211	2.14 min	beta-	→Po-211 →Bi-212m2 →Bi-212m1
Fr-214	87	214	5 ms	alpha	→At-210 →Ra-214 →Fr-215
Rn-215	86	215	2.3 μs	alpha	→Po-211 →Fr-215 →Rn-216
At-216m1	85	216	100.0 μs	it	→At-216 →At-217
Th-218	90	218	109.0 ns	alpha	→Ra-214 →Pa-218 →Th-219
Ac-219	89	219	11.8 μs	alpha	→Fr-215 →Th-219 →Ac-220
Ra-220	88	220	18.0 ms	alpha	→Rn-216 →Ac-220 →Ra-221
At-216	85	216	300.0 μs	alpha	→Bi-212 →Rn-216 →At-217
Fr-221	87	221	4.9 min	alpha	→At-217 →Ra-221 →Fr-222
Pb-206	82	206	stabilny	stable	→Hg-203
At-210	85	210	8.1 h	alpha	→Bi-206 →Rn-210 →At-211
Po-211m1	84	211	25.2 s	it	→Po-211 →Po-212m1
Po-211	84	211	516.0 ms	alpha	→Pb-207 →At-211 →Po-212m1
Bi-212m2	83	212	7 min	it	→Bi-212 →Bi-213
Bi-212m1	83	212	25.0 min	it	→Bi-212 →Bi-213
Ra-214	88	214	2.46 s	alpha	→Rn-210 →Ac-214 →Ra-215
Fr-215	87	215	86.0 ns	alpha	→At-211 →Ra-215 →Fr-216m1
Rn-216	86	216	45.0 μs	alpha	→Po-212 →Fr-216 →Rn-217
At-217	85	217	32.3 ms	alpha	→Bi-213 →Rn-217 →At-218
Pa-218	91	218	110.0 μs	alpha	→Ac-214 →U-218 →Pa-219
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
Ra-221	88	221	28.0 s	alpha	→Rn-217 →Ac-221 →Ra-222
Bi-212	83	212	1.01 h	beta-	→Po-212 →Bi-213
Fr-222	87	222	14.2 min	alpha	→At-218 →Ra-222 →Fr-223
Hg-203	80	203	46.6 dni	beta-	→Tl-203 →Hg-204
Bi-206	83	206	6.24 dni	beta-	→Po-206 →Bi-207
Rn-210	86	210	2.4 h	alpha	→Po-206 →Fr-210 →Rn-211
At-211	85	211	7.21 h	alpha	→Bi-207 →Rn-211 →At-212m1
Po-212m1	84	212	45.1 s	it	→Po-212 →Po-213
Pb-207	82	207	stabilny	stable	→Pb-208
Bi-213	83	213	45.6 min	beta-	→Po-213 →Bi-214
Ac-214	89	214	8.2 s	alpha	→Fr-210 →Th-214 →Ac-215
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
Po-212	84	212	299.0 ns	alpha	→Pb-208 →At-212 →Po-213
Fr-216	87	216	700.0 ns	alpha	→At-212 →Ra-216 →Fr-217
Rn-217	86	217	540.0 μs	alpha	→Po-213 →Fr-217 →Rn-218
At-218	85	218	1.5 s	alpha	→Bi-214 →Rn-218 →At-219
U-218	92	218	1.5 ms	alpha	→Th-214 →U-219
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
Ac-221	89	221	52.0 ms	alpha	→Fr-217 →Th-221 →Ac-222m1
Ra-222	88	222	38.0 s	alpha	→Rn-218 →Ac-222 →Ra-223
Fr-223	87	223	22.0 min	alpha	→At-219 →Ra-223 →?
Tl-203	81	203	stabilny	stable	→?
Hg-204	80	204	stabilny	stable	→?
Po-206	84	206	8.8 dni	alpha	→? →? →?
Bi-207	83	207	31.5 lat	beta-	→? →?
Fr-210	87	210	3.18 min	alpha	→? →? →?
Rn-211	86	211	14.6 h	alpha	→? →? →?
At-212m1	85	212	119.0 ms	it	→At-212 →?
Po-213	84	213	3.65 μs	alpha	→? →? →?
Pb-208	82	208	stabilny	stable	→?
Bi-214	83	214	19.9 min	beta-	→? →?
Th-214	90	214	100.0 ms	alpha	→? →? →?
Ac-215	89	215	170.0 ms	alpha	→? →? →?
Ra-216m1	88	216	200.0 ps	it	→Ra-216 →?
Fr-217	87	217	22.0 μs	alpha	→? →? →?
At-212	85	212	314.0 ms	alpha	→? →? →?
Ra-216	88	216	182.0 ns	alpha	→? →? →?
Rn-218	86	218	35.0 ms	alpha	→? →Fr-218 →?
At-219	85	219	56.0 s	alpha	→? →? →?
U-219	92	219	42.0 μs	alpha	→? →?
Pa-220	91	220	780.0 ns	alpha	→? →? →?
Th-221	90	221	1.68 ms	alpha	→? →? →?
Ac-222m1	89	222	1.05 min	it	→Ac-222 →?
Ac-222	89	222	5 s	alpha	→Fr-218 →? →?
Ra-223	88	223	11.4 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.