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 22 nuklidów i 40 połączeń. Wyszukiwanie do przodu — co powstaje z P-37.
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: 18wychwyt: 22rozszczepienie: 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
P-37 → S-37
β⁻ 100.0%		1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
P-37 → P-38
(n,γ) σ=100 b		1silne
Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 100 b dla danych termicznych. Produkt szybko zanika; w praktycznym bilansie trzeba liczyć następny krok łańcucha.
S-37 → Cl-37
β⁻ 100.0%		1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
S-37 → S-38
(n,γ) σ=100 b		1silne
Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 100 b dla danych termicznych.
P-38 → S-38
β⁻ 100.0%		1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią. Rodzic jest bardzo krótkożyciowy, więc etap jest raczej pośredni niż magazynowany.
P-38 → P-39
(n,γ) σ=100 b		1silne
Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 100 b dla danych termicznych. Produkt szybko zanika; w praktycznym bilansie trzeba liczyć następny krok łańcucha.
S-38 → Cl-38
β⁻ 100.0%		1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
S-38 → S-39
(n,γ) σ=100 b		1silne
Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 100 b dla danych termicznych. Produkt szybko zanika; w praktycznym bilansie trzeba liczyć następny krok łańcucha.

Wąskie gardła i przejścia formalne

PrzejścieWagaDlaczego uważać
Cl-37 → Cl-38
(n,γ) σ=0 b		0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Ar-38 → Ar-39
(n,γ) σ=0 b		0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
S-41 → S-42
(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.
Ar-40 → 180410
(n,γ) σ=0 b		0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
K-39 → 170360
(n,γ) σ=0.0043 b		4.3e-5słabe
Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 0.0043 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.

NuklidZAT½Typ rozpaduPołączenia wychodzące
P-3715372.31 sbeta-→S-37 →P-38
S-3716375.05 minbeta-→Cl-37 →S-38
P-381538640.0 msbeta-→S-38 →P-39
Cl-371737stabilnystable→Cl-38
S-3816382.84 hbeta-→Cl-38 →S-39
P-391539160.0 msbeta-→S-39 →P-40
Cl-38173837.2 minbeta-→Ar-38 →Cl-39
S-39163911.5 sbeta-→Cl-39 →S-40
P-401540260.0 msbeta-→S-40 →P-41
Ar-381838stabilnystable→Ar-39
Cl-39173955.6 minbeta-→Ar-39 →Cl-40
S-4016408.8 sbeta-→Cl-40 →S-41
P-411541120.0 msbeta-→S-41 →P-42
Ar-391839268.8 latbeta-→K-39 →Ar-40
Cl-4017401.35 minbeta-→Ar-40 →Cl-41
S-4116412.6 sbeta-→Cl-41 →S-42
P-421542110.0 msbeta-→S-42 →P-43
K-391939stabilnystable→?
Ar-401840stabilnystable→?
Cl-41174138.4 sbeta-→? →?
S-4216421.01 sbeta-→? →?
P-43154333.0 msbeta-→? →?

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.