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 58 nuklidów i 153 połączeń. Wyszukiwanie do przodu — co powstaje z Pa-215.

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: 95wychwyt: 58rozszczepienie: 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
Pa-215 → Ac-211 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.
Pa-215 → Pa-216 (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-211 → Fr-207 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.
Ac-211 → Th-211 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.
Ac-211 → Ac-212 (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.
Pa-216 → Ac-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. Produkt szybko zanika; w praktycznym bilansie trzeba liczyć następny krok łańcucha.
Fr-207 → At-203 α 100.0%	1	dominujące Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
Fr-207 → Ra-207 β⁻ 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
Bi-199 → Bi-200 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
At-204m1 → At-205 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Pa-212 → Pa-213 (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-200 → Bi-201 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Pb-195 → 821960 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
U-220 → 922210 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Bi-201 → 832020 (n,γ) σ=0.0001 b	1.0e-6	słabe Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 0.0001 b dla danych termicznych.
At-206 → 852070 (n,γ) σ=0.89 b	0.0089	umiarkowane Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 0.89 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
Pa-215	91	215	15.0 ms	alpha	→Ac-211 →Pa-216
Ac-211	89	211	250.0 ms	alpha	→Fr-207 →Th-211 →Ac-212
Pa-216	91	216	105.0 ms	alpha	→Ac-212 →Pa-217m1
Fr-207	87	207	14.8 s	alpha	→At-203 →Ra-207 →Fr-208
Th-211	90	211	37.0 ms	alpha	→Ra-207 →Th-212
Ac-212	89	212	930.0 ms	alpha	→Fr-208 →Th-212 →Ac-213
Pa-217m1	91	217	1.5 ms	it	→Pa-217 →Pa-218
At-203	85	203	7.4 min	alpha	→Bi-199 →Rn-203 →At-204m1
Ra-207	88	207	1.3 s	alpha	→Rn-203 →Ac-207 →Ra-208
Fr-208	87	208	59.1 s	alpha	→At-204 →Ra-208 →Fr-209
Th-212	90	212	30.0 ms	alpha	→Ra-208 →Pa-212 →Th-213
Ac-213	89	213	800.0 ms	alpha	→Fr-209 →Th-213 →Ac-214
Pa-217	91	217	2.3 ms	alpha	→Ac-213 →Pa-218
Pa-218	91	218	110.0 μs	alpha	→Ac-214 →U-218 →Pa-219
Bi-199	83	199	27.0 min	beta-	→Po-199 →Bi-200
Rn-203	86	203	42.0 s	alpha	→Po-199 →Fr-203 →Rn-204
At-204m1	85	204	108.0 ms	it	→At-204 →At-205
Ac-207	89	207	27.0 ms	alpha	→Fr-203 →Ac-208m1
Ra-208	88	208	1.3 s	alpha	→Rn-204 →Ac-208 →Ra-209
At-204	85	204	9.2 min	alpha	→Bi-200 →Rn-204 →At-205
Fr-209	87	209	50.0 s	alpha	→At-205 →Ra-209 →Fr-210
Pa-212	91	212	5.1 ms	alpha	→Ac-208 →Pa-213
Th-213	90	213	140.0 ms	alpha	→Ra-209 →Pa-213 →Th-214
Ac-214	89	214	8.2 s	alpha	→Fr-210 →Th-214 →Ac-215
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
Po-199	84	199	4.58 min	alpha	→Pb-195 →At-199 →Po-200
Bi-200	83	200	36.4 min	beta-	→Po-200 →Bi-201
Fr-203	87	203	550.0 ms	alpha	→At-199 →Ra-203 →Fr-204m1
Rn-204	86	204	1.17 min	alpha	→Po-200 →Fr-204 →Rn-205
At-205	85	205	26.2 min	alpha	→Bi-201 →Rn-205 →At-206
Ac-208m1	89	208	25.0 ms	it	→Ac-208 →Ac-209
Ac-208	89	208	95.0 ms	alpha	→Fr-204 →Ac-209
Ra-209	88	209	4.6 s	alpha	→Rn-205 →Ac-209 →Ra-210
Fr-210	87	210	3.18 min	alpha	→At-206 →Ra-210 →Fr-211
Pa-213	91	213	5.3 ms	alpha	→Ac-209 →Pa-214
Th-214	90	214	100.0 ms	alpha	→Ra-210 →Pa-214 →Th-215
Ac-215	89	215	170.0 ms	alpha	→Fr-211 →Th-215 →Ac-216m1
U-219	92	219	42.0 μs	alpha	→Th-215 →U-220
Pa-220	91	220	780.0 ns	alpha	→Ac-216 →U-220 →Pa-221
Pb-195	82	195	15.0 min	beta-	→? →?
At-199	85	199	7.2 s	alpha	→? →? →?
Po-200	84	200	10.9 min	alpha	→? →? →?
Bi-201	83	201	1.8 h	beta-	→? →?
Ra-203	88	203	1.1 ms	alpha	→? →Fr-203 →?
Fr-204m1	87	204	2.6 s	it	→Fr-204 →?
Fr-204	87	204	1.7 s	alpha	→? →? →?
Rn-205	86	205	2.8 min	alpha	→? →? →?
At-206	85	206	30.6 min	alpha	→? →? →?
Ac-209	89	209	100.0 ms	alpha	→? →? →?
Ra-210	88	210	3.7 s	alpha	→? →? →?
Fr-211	87	211	3.1 min	alpha	→? →? →?
Pa-214	91	214	17.0 ms	alpha	→? →Pa-215
Th-215	90	215	1.2 s	alpha	→? →Pa-215 →?
Ac-216m1	89	216	330.0 μs	it	→Ac-216 →?
U-220	92	220	60.0 ns	alpha	→? →?
Ac-216	89	216	330.0 μs	alpha	→? →? →?
Pa-221	91	221	4.9 μs	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.