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 75 nuklidów i 202 połączeń. Wyszukiwanie do przodu — co powstaje z Pa-223.

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: 75rozszczepienie: 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-223 → Ac-219 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-223 → U-223 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.
Pa-223 → Pa-224 (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-219 → Fr-215 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-219 → Th-219 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-219 → Ac-220 (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.
U-223 → Th-219 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.
U-223 → U-224 (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.

Wąskie gardła i przejścia formalne

Przejście	Waga	Dlaczego uważać
Bi-207 → Bi-208 (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.
Pb-203 → 822040 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
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.
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-207 → Po-208 (n,γ) σ=0.02 b	0.0002	słabe Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 0.02 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-223	91	223	5 ms	alpha	→Ac-219 →U-223 →Pa-224
Ac-219	89	219	11.8 μs	alpha	→Fr-215 →Th-219 →Ac-220
U-223	92	223	55.0 μs	alpha	→Th-219 →U-224
Pa-224	91	224	850.0 ms	alpha	→Ac-220 →U-224 →Pa-225
Fr-215	87	215	86.0 ns	alpha	→At-211 →Ra-215 →Fr-216m1
Th-219	90	219	1.05 μs	alpha	→Ra-215 →Pa-219 →Th-220
Ac-220	89	220	26.4 ms	alpha	→Fr-216 →Th-220 →Ac-221
U-224	92	224	900.0 μs	alpha	→Th-220 →U-225
Pa-225	91	225	1.7 s	alpha	→Ac-221 →U-225 →Pa-226
At-211	85	211	7.21 h	alpha	→Bi-207 →Rn-211 →At-212m1
Ra-215	88	215	1.59 ms	alpha	→Rn-211 →Ac-215 →Ra-216m1
Fr-216m1	87	216	71.0 ns	it	→Fr-216 →Fr-217
Pa-219	91	219	53.0 ns	alpha	→Ac-215 →U-219 →Pa-220
Th-220	90	220	9.7 μs	alpha	→Ra-216 →Pa-220 →Th-221
Fr-216	87	216	700.0 ns	alpha	→At-212 →Ra-216 →Fr-217
Ac-221	89	221	52.0 ms	alpha	→Fr-217 →Th-221 →Ac-222m1
U-225	92	225	60.0 ms	alpha	→Th-221 →Np-225 →U-226
Pa-226	91	226	1.8 min	alpha	→Ac-222 →U-226 →Pa-227
Bi-207	83	207	31.5 lat	beta-	→Po-207 →Bi-208
Rn-211	86	211	14.6 h	alpha	→Po-207 →Fr-211 →Rn-212
At-212m1	85	212	119.0 ms	it	→At-212 →At-213
Ac-215	89	215	170.0 ms	alpha	→Fr-211 →Th-215 →Ac-216m1
Ra-216m1	88	216	200.0 ps	it	→Ra-216 →Ra-217
Fr-217	87	217	22.0 μs	alpha	→At-213 →Ra-217 →Fr-218m1
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
Ra-216	88	216	182.0 ns	alpha	→Rn-212 →Ac-216 →Ra-217
Th-221	90	221	1.68 ms	alpha	→Ra-217 →Pa-221 →Th-222
At-212	85	212	314.0 ms	alpha	→Bi-208 →Rn-212 →At-213
Ac-222m1	89	222	1.05 min	it	→Ac-222 →Ac-223
Np-225	93	225	2 μs	alpha	→Pa-221 →Np-226
U-226	92	226	350.0 ms	alpha	→Th-222 →Np-226 →U-227
Ac-222	89	222	5 s	alpha	→Fr-218 →Th-222 →Ac-223
Pa-227	91	227	38.3 min	alpha	→Ac-223 →U-227 →Pa-228
Po-207	84	207	5.8 h	alpha	→Pb-203 →At-207 →Po-208
Bi-208	83	208	367.7 ky	beta-	→Po-208 →Bi-209
Fr-211	87	211	3.1 min	alpha	→At-207 →Ra-211 →Fr-212
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
Th-215	90	215	1.2 s	alpha	→Ra-211 →Pa-215 →Th-216m1
Ac-216m1	89	216	330.0 μs	it	→Ac-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
U-220	92	220	60.0 ns	alpha	→Th-216 →U-221
Ac-216	89	216	330.0 μs	alpha	→Fr-212 →Th-216 →Ac-217m1
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
Np-226	93	226	35.0 ms	alpha	→Pa-222 →Np-227
U-227	92	227	1.1 min	alpha	→Th-223 →Np-227 →U-228
Fr-218	87	218	1 ms	alpha	→At-214 →Ra-218 →Fr-219
Pa-228	91	228	22.0 h	alpha	→Ac-224 →U-228 →Pa-229
Pb-203	82	203	2.16 dni	beta-	→? →?
At-207	85	207	1.8 h	alpha	→? →? →?
Po-208	84	208	2.9 lat	alpha	→? →? →?
Bi-209	83	209	stabilny	stable	→?
Ra-211	88	211	13.0 s	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 →?
Pa-215	91	215	15.0 ms	alpha	→? →?
Th-216m1	90	216	180.0 μs	it	→Th-216 →?
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	→? →? →?
Th-216	90	216	28.0 ms	alpha	→? →? →?
U-221	92	221	700.0 ns	alpha	→? →?
Pa-222	91	222	3.3 ms	alpha	→? →? →Pa-223
Th-223	90	223	600.0 ms	alpha	→? →Pa-223 →?
Ac-224	89	224	2.78 h	alpha	→? →? →?
Np-227	93	227	510.0 ms	alpha	→Pa-223 →?
U-228	92	228	9.1 min	alpha	→? →? →?
At-214	85	214	558.0 ns	alpha	→? →? →?
Pa-229	91	229	1.5 dni	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.