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 26 nuklidów i 54 połączeń. Wyszukiwanie do przodu — co powstaje z Ho-149.
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: 28wychwyt: 26rozszczepienie: 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
Ho-149 → Dy-149
EC 100.0%
1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
Dy-149 → Tb-149
EC 100.0%
1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
Ho-150 → Dy-150
EC 100.0%
1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
Tb-149 → Dy-149
β⁻ 100.0%
1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
Ho-151 → Dy-151
EC 100.0%
1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
Tb-150m1 → Tb-150
IT 100.0%
1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
Tb-150 → Dy-150
β⁻ 100.0%
1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
Dy-151 → Ho-151
β⁻ 100.0%
1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią. Produkt szybko zanika; w praktycznym bilansie trzeba liczyć następny krok łańcucha.

Wąskie gardła i przejścia formalne

PrzejścieWagaDlaczego uważać
Ho-149 → Ho-150
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Dy-149 → Dy-150
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Ho-150 → Ho-151
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1. Produkt szybko zanika; w praktycznym bilansie trzeba liczyć następny krok łańcucha.
Tb-150m1 → Tb-151
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Tb-151m1 → Tb-152
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Tb-152m1 → Tb-153
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Tb-153 → 651540
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Tb-153m1 → 651540
(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
Ho-1496714921.1 sec→Dy-149 →Ho-150
Dy-149661494.2 minec→Tb-149 →Dy-150
Ho-150671501.2 minec→Dy-150 →Ho-151
Tb-149651494.12 hbeta-→Dy-149 →Tb-150m1
Dy-150661507.17 minbeta-→Ho-150 →Tb-150 →Dy-151
Ho-1516715135.2 sec→Dy-151 →Ho-152m1
Tb-150m1651505.8 minit→Tb-150 →Tb-151
Tb-150651503.48 hbeta-→Dy-150 →Tb-151m1
Dy-1516615117.9 minbeta-→Ho-151 →Dy-152
Ho-152m16715250.0 sit→Ho-152 →Ho-153m1
Tb-1516515117.6 hbeta-→Dy-151 →Tb-152m1
Tb-151m16515125.0 sit→Tb-151 →Tb-152
Dy-152661522.38 hbeta-→Ho-152 →Dy-153
Ho-152671522.7 minec→Dy-152 →Ho-153m1
Ho-153m1671539.3 minit→Ho-153 →Ho-154m1
Tb-152m1651524.2 minit→Tb-152 →Tb-153
Tb-1526515217.5 hbeta-→Dy-152 →Tb-153m1
Dy-153661536.4 hbeta-→Ho-153 →Dy-154
Ho-153671532.01 minbeta-→Er-153 →Dy-153 →Ho-154m1
Ho-154m1671543.1 minit→Ho-154 →Ho-155
Tb-153651532.34 dnibeta-→Dy-153 →?
Tb-153m165153186.0 μsit→Tb-153 →?
Dy-154661543 Mybeta-→Ho-154 →?
Er-1536815337.1 sec→Ho-153 →?
Ho-1546715411.8 minbeta-→? →Ho-155
Ho-1556715548.0 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.