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 42 nuklidów i 102 połączeń. Wyszukiwanie do przodu — co powstaje z Fr-229.

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: 63wychwyt: 39rozszczepienie: 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-229 → Ra-229 β⁻ 100.0%	1	dominujące Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
Fr-229 → Fr-230 (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-229 → Ac-229 β⁻ 100.0%	1	dominujące Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
Ra-229 → Ra-230 (n,γ) σ=100 b	1	silne Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 100 b dla danych termicznych.
Fr-230 → Ra-230 β⁻ 100.0%	1	dominujące Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
Fr-230 → Fr-231 (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.
Ac-229 → Fr-225 α 100.0%	1	dominujące Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
Ac-229 → Th-229 β⁻ 100.0%	1	dominujące Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.

Wąskie gardła i przejścia formalne

Przejście	Waga	Dlaczego uważać
Th-231 → Th-232 (n,γ) σ=1.0e-8 b	1.0e-10	słabe Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 1.0e-8 b dla danych termicznych.
Pa-230 → Pa-231 (n,γ) σ=0.0032 b	3.2e-5	słabe Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 0.0032 b dla danych termicznych.
Ac-226 → 892270 (n,γ) σ=0.006 b	6.0e-5	słabe Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 0.006 b dla danych termicznych.
Fr-221 → 872220 (n,γ) σ=0.1 b	0.001	umiarkowane Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 0.1 b dla danych termicznych.
Pa-229 → Pa-230 (n,γ) σ=0.48 b	0.0048	umiarkowane Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 0.48 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-229	87	229	50.2 s	beta-	→Ra-229 →Fr-230
Ra-229	88	229	4 min	beta-	→Ac-229 →Ra-230
Fr-230	87	230	19.1 s	beta-	→Ra-230 →Fr-231
Ac-229	89	229	1.04 h	alpha	→Fr-225 →Th-229 →Ac-230
Ra-230	88	230	1.55 h	beta-	→Ac-230 →Ra-231
Fr-231	87	231	17.5 s	beta-	→Ra-231 →Fr-232
Fr-225	87	225	4 min	alpha	→At-221 →Ra-225 →Fr-226
Th-229	90	229	7.93 ky	alpha	→Ra-225 →Pa-229 →Th-230
Ac-230	89	230	2.03 min	alpha	→Fr-226 →Th-230 →Ac-231
Ra-231	88	231	1.72 min	beta-	→Ac-231 →Ra-232
Fr-232	87	232	5 s	beta-	→Ra-232
At-221	85	221	2.3 min	beta-	→Rn-221 →At-222
Ra-225	88	225	14.9 dni	alpha	→Rn-221 →Ac-225 →Ra-226
Fr-226	87	226	49.0 s	beta-	→Ra-226 →Fr-227
Pa-229	91	229	1.5 dni	alpha	→Ac-225 →U-229 →Pa-230
Th-230	90	230	75.3 ky	alpha	→Ra-226 →Pa-230 →Th-231
Ac-231	89	231	7.5 min	beta-	→Th-231 →Ac-232
Ra-232	88	232	4.17 min	beta-	→Ac-232 →Ra-233
Rn-221	86	221	25.7 min	alpha	→Po-217 →Fr-221 →Rn-222
At-222	85	222	54.0 s	beta-	→Rn-222 →At-223
Ac-225	89	225	10.0 dni	alpha	→Fr-221 →Th-225 →Ac-226
Ra-226	88	226	1.6 ky	alpha	→Rn-222 →Ac-226 →Ra-227
Fr-227	87	227	2.47 min	beta-	→Ra-227 →Fr-228
U-229	92	229	58.0 min	alpha	→Th-225 →Np-229 →U-230
Pa-230	91	230	17.4 dni	alpha	→Ac-226 →U-230 →Pa-231
Th-231	90	231	1.06 dni	alpha	→Ra-227 →Pa-231 →Th-232
Ac-232	89	232	1.98 min	beta-	→Th-232 →Ac-233
Ra-233	88	233	30.0 s	beta-	→Ac-233 →Ra-234
Po-217	84	217	1.47 s	alpha	→? →? →?
Fr-221	87	221	4.9 min	alpha	→? →? →?
Rn-222	86	222	3.82 dni	alpha	→? →? →?
At-223	85	223	50.0 s	beta-	→?
Th-225	90	225	8.72 min	alpha	→? →? →?
Ac-226	89	226	1.22 dni	alpha	→? →? →?
Ra-227	88	227	42.2 min	alpha	→? →? →?
Fr-228	87	228	38.0 s	beta-	→? →Fr-229
Np-229	93	229	4 min	alpha	→? →? →?
U-230	92	230	20.8 dni	alpha	→? →? →?
Pa-231	91	231	32.7 ky	alpha	→? →? →?
Th-232	90	232	stabilny	stable	→?
Ac-233	89	233	2.42 min	beta-	→? →?
Ra-234	88	234	30.0 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.