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 74 nuklidów i 201 połączeń. Wyszukiwanie do przodu — co powstaje z Fr-220.

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: 127wychwyt: 74rozszczepienie: 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-220 → At-216 α 100.0%	1	dominujące Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią. Produkt szybko zanika; w praktycznym bilansie trzeba liczyć następny krok łańcucha.
Fr-220 → Ra-220 β⁻ 100.0%	1	dominujące Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią. Produkt szybko zanika; w praktycznym bilansie trzeba liczyć następny krok łańcucha.
At-216 → Bi-212 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-216 → Rn-216 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.
Ra-220 → Rn-216 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-220 → Ac-220 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.
Ra-220 → Ra-221 (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-221 → At-217 α 100.0%	1	dominujące Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią. Produkt szybko zanika; w praktycznym bilansie trzeba liczyć następny krok łańcucha.

Wąskie gardła i przejścia formalne

Przejście	Waga	Dlaczego uważać
Pb-208 → Pb-209 (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.
Bi-209 → 832100 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
U-221 → 922220 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Pb-210 → 822110 (n,γ) σ=1.9e-6 b	1.9e-8	słabe Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 1.9e-6 b dla danych termicznych.
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.
Po-215 → 842160 (n,γ) σ=0.00023 b	2.3e-6	słabe Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 0.00023 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-220	87	220	27.4 s	alpha	→At-216 →Ra-220 →Fr-221
At-216	85	216	300.0 μs	alpha	→Bi-212 →Rn-216 →At-217
Ra-220	88	220	18.0 ms	alpha	→Rn-216 →Ac-220 →Ra-221
Fr-221	87	221	4.9 min	alpha	→At-217 →Ra-221 →Fr-222
Bi-212	83	212	1.01 h	beta-	→Po-212 →Bi-213
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
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
Fr-222	87	222	14.2 min	alpha	→At-218 →Ra-222 →Fr-223
Po-212	84	212	299.0 ns	alpha	→Pb-208 →At-212 →Po-213
Bi-213	83	213	45.6 min	beta-	→Po-213 →Bi-214
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
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 →Fr-224
Pb-208	82	208	stabilny	stable	→Pb-209
At-212	85	212	314.0 ms	alpha	→Bi-208 →Rn-212 →At-213
Po-213	84	213	3.65 μs	alpha	→Pb-209 →At-213 →Po-214m1
Bi-214	83	214	19.9 min	beta-	→Po-214 →Bi-215
Ra-216	88	216	182.0 ns	alpha	→Rn-212 →Ac-216 →Ra-217
Fr-217	87	217	22.0 μs	alpha	→At-213 →Ra-217 →Fr-218m1
Rn-218	86	218	35.0 ms	alpha	→Po-214 →Fr-218 →Rn-219
At-219	85	219	56.0 s	alpha	→Bi-215 →Rn-219 →At-220
Pa-220	91	220	780.0 ns	alpha	→Ac-216 →U-220 →Pa-221
Th-221	90	221	1.68 ms	alpha	→Ra-217 →Pa-221 →Th-222
Ac-222m1	89	222	1.05 min	it	→Ac-222 →Ac-223
Ac-222	89	222	5 s	alpha	→Fr-218 →Th-222 →Ac-223
Ra-223	88	223	11.4 dni	alpha	→Rn-219 →Ac-223 →Ra-224
Fr-224	87	224	3.33 min	alpha	→At-220 →Ra-224 →Fr-225
Pb-209	82	209	3.25 h	beta-	→Bi-209 →Pb-210
Bi-208	83	208	367.7 ky	beta-	→Po-208 →Bi-209
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
Po-214m1	84	214	99.0 ps	it	→Po-214 →Po-215
Po-214	84	214	164.3 μs	alpha	→Pb-210 →At-214 →Po-215
Bi-215	83	215	7.6 min	beta-	→Po-215 →Bi-216
Ac-216	89	216	330.0 μs	alpha	→Fr-212 →Th-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
Fr-218	87	218	1 ms	alpha	→At-214 →Ra-218 →Fr-219
Rn-219	86	219	3.96 s	alpha	→Po-215 →Fr-219 →Rn-220
At-220	85	220	3.71 min	alpha	→Bi-216 →Rn-220 →At-221
U-220	92	220	60.0 ns	alpha	→Th-216 →U-221
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-223	89	223	2.1 min	alpha	→Fr-219 →Th-223 →Ac-224
Ra-224	88	224	3.66 dni	alpha	→Rn-220 →Ac-224 →Ra-225
Fr-225	87	225	4 min	alpha	→At-221 →Ra-225 →Fr-226
Bi-209	83	209	stabilny	stable	→?
Pb-210	82	210	22.3 lat	beta-	→? →?
Po-208	84	208	2.9 lat	alpha	→? →? →?
Fr-212	87	212	20.0 min	alpha	→? →? →?
Rn-213	86	213	25.0 ms	alpha	→? →? →?
At-214m1	85	214	265.0 ns	it	→At-214 →?
Po-215	84	215	1.78 ms	alpha	→? →? →?
At-214	85	214	558.0 ns	alpha	→? →? →?
Bi-216	83	216	2.17 min	beta-	→? →?
Th-216	90	216	28.0 ms	alpha	→? →? →?
Ac-217m1	89	217	10.0 ns	it	→Ac-217 →?
Ac-217	89	217	69.0 ns	alpha	→? →? →?
Ra-218	88	218	25.6 μs	alpha	→? →? →?
Fr-219	87	219	20.0 ms	alpha	→? →? →Fr-220
Rn-220	86	220	55.6 s	alpha	→? →Fr-220 →?
At-221	85	221	2.3 min	beta-	→? →?
U-221	92	221	700.0 ns	alpha	→? →?
Pa-222	91	222	3.3 ms	alpha	→? →? →?
Th-223	90	223	600.0 ms	alpha	→? →? →?
Ac-224	89	224	2.78 h	alpha	→Fr-220 →? →?
Ra-225	88	225	14.9 dni	alpha	→? →? →?
Fr-226	87	226	49.0 s	beta-	→? →?

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.