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 55 nuklidów i 148 połączeń. Wyszukiwanie do przodu — co powstaje z Pu-228.

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: 93wychwyt: 55rozszczepienie: 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
Pu-228 → U-224 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.
Pu-228 → Pu-229 (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-224 → Th-220 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-224 → U-225 (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.
Pu-229 → U-225 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.
Pu-229 → Pu-230 (n,γ) σ=100 b	1	silne Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 100 b dla danych termicznych.
Th-220 → Ra-216 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.
Th-220 → Pa-220 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.

Wąskie gardła i przejścia formalne

Przejście	Waga	Dlaczego uważać
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.
Am-231 → Am-232 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
U-221 → U-222 (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-204 → 822050 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Cm-232 → 962330 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Am-233 → 952340 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Rn-214m1 → 862150 (n,γ) σ=0.01 b	0.0001	słabe Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 0.01 b dla danych termicznych.
Pu-233 → Pu-234 (n,γ) σ=0.12 b	0.0012	umiarkowane Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 0.12 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
Pu-228	94	228	200.0 ms	alpha	→U-224 →Pu-229
U-224	92	224	900.0 μs	alpha	→Th-220 →U-225
Pu-229	94	229	2 μs	alpha	→U-225 →Pu-230
Th-220	90	220	9.7 μs	alpha	→Ra-216 →Pa-220 →Th-221
U-225	92	225	60.0 ms	alpha	→Th-221 →Np-225 →U-226
Pu-230	94	230	3.33 min	alpha	→U-226 →Pu-231
Ra-216	88	216	182.0 ns	alpha	→Rn-212 →Ac-216 →Ra-217
Pa-220	91	220	780.0 ns	alpha	→Ac-216 →U-220 →Pa-221
Th-221	90	221	1.68 ms	alpha	→Ra-217 →Pa-221 →Th-222
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
Pu-231	94	231	8.6 min	alpha	→U-227 →Am-231 →Pu-232
Rn-212	86	212	23.9 min	alpha	→Po-208 →Fr-212 →Rn-213
Ac-216	89	216	330.0 μs	alpha	→Fr-212 →Th-216 →Ac-217m1
Ra-217	88	217	1.6 μs	alpha	→Rn-213 →Ac-217 →Ra-218
U-220	92	220	60.0 ns	alpha	→Th-216 →U-221
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
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
Am-231	95	231	10.0 s	alpha	→Np-227 →Am-232
Pu-232	94	232	34.1 min	alpha	→U-228 →Am-232 →Pu-233
Po-208	84	208	2.9 lat	alpha	→Pb-204 →At-208 →Po-209
Fr-212	87	212	20.0 min	alpha	→At-208 →Ra-212 →Fr-213
Rn-213	86	213	25.0 ms	alpha	→Po-209 →Fr-213 →Rn-214m1
Th-216	90	216	28.0 ms	alpha	→Ra-212 →Pa-216 →Th-217
Ac-217m1	89	217	10.0 ns	it	→Ac-217 →Ac-218
Ac-217	89	217	69.0 ns	alpha	→Fr-213 →Th-217 →Ac-218
Ra-218	88	218	25.6 μs	alpha	→Rn-214 →Ac-218 →Ra-219
U-221	92	221	700.0 ns	alpha	→Th-217 →U-222
Pa-222	91	222	3.3 ms	alpha	→Ac-218 →U-222 →Pa-223
Th-223	90	223	600.0 ms	alpha	→Ra-219 →Pa-223 →Th-224
Np-227	93	227	510.0 ms	alpha	→Pa-223 →Np-228
U-228	92	228	9.1 min	alpha	→Th-224 →Np-228 →U-229
Am-232	95	232	1.32 min	alpha	→Np-228 →Cm-232 →Am-233
Pu-233	94	233	20.9 min	alpha	→U-229 →Am-233 →Pu-234
Pb-204	82	204	stabilny	stable	→?
At-208	85	208	1.63 h	alpha	→? →? →?
Po-209	84	209	101.9 lat	alpha	→? →? →?
Ra-212	88	212	13.0 s	alpha	→? →? →?
Fr-213	87	213	34.6 s	alpha	→? →? →?
Rn-214m1	86	214	690.0 ps	it	→Rn-214 →?
Pa-216	91	216	105.0 ms	alpha	→? →?
Th-217	90	217	252.0 μs	alpha	→? →? →?
Ac-218	89	218	1.08 μs	alpha	→? →? →?
Rn-214	86	214	270.0 ns	alpha	→? →? →?
Ra-219	88	219	10.0 ms	alpha	→? →? →?
U-222	92	222	1 μs	alpha	→? →?
Pa-223	91	223	5 ms	alpha	→? →? →?
Th-224	90	224	1.05 s	alpha	→? →? →?
Np-228	93	228	1.02 min	alpha	→? →Pu-228 →?
U-229	92	229	58.0 min	alpha	→? →? →?
Cm-232	96	232	1 min	alpha	→Pu-228 →?
Am-233	95	233	2 min	alpha	→? →? →?
Pu-234	94	234	8.8 h	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.