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 79 nuklidów i 218 połączeń. Wyszukiwanie do przodu — co powstaje z Ra-221.

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: 138wychwyt: 80rozszczepienie: 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
Ra-221 → Rn-217 α 100.0%	1	dominujące Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią. Produkt szybko zanika; w praktycznym bilansie trzeba liczyć następny krok łańcucha.
Ra-221 → Ac-221 β⁻ 100.0%	1	dominujące Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią. Produkt szybko zanika; w praktycznym bilansie trzeba liczyć następny krok łańcucha.
Ra-221 → Ra-222 (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.
Rn-217 → Po-213 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.
Rn-217 → Fr-217 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.
Rn-217 → Rn-218 (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-221 → Fr-217 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-221 → Th-221 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
Bi-209 → Bi-210 (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-205 → 822060 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Pb-210 → Pb-211 (n,γ) σ=1.9e-6 b	1.9e-8	słabe Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 1.9e-6 b dla danych termicznych.
Bi-210 → Bi-211 (n,γ) σ=0.00013 b	1.3e-6	słabe Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 0.00013 b dla danych termicznych.
Po-215 → Po-216 (n,γ) σ=0.00023 b	2.3e-6	słabe Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 0.00023 b dla danych termicznych. Produkt szybko zanika; w praktycznym bilansie trzeba liczyć następny krok łańcucha.
At-216 → 852170 (n,γ) σ=0.006 b	6.0e-5	słabe Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 0.006 b dla danych termicznych.
Ac-226 → 892270 (n,γ) σ=0.006 b	6.0e-5	słabe Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 0.006 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
Ra-221	88	221	28.0 s	alpha	→Rn-217 →Ac-221 →Ra-222
Rn-217	86	217	540.0 μs	alpha	→Po-213 →Fr-217 →Rn-218
Ac-221	89	221	52.0 ms	alpha	→Fr-217 →Th-221 →Ac-222m1
Ra-222	88	222	38.0 s	alpha	→Rn-218 →Ac-222 →Ra-223
Po-213	84	213	3.65 μs	alpha	→Pb-209 →At-213 →Po-214m1
Fr-217	87	217	22.0 μs	alpha	→At-213 →Ra-217 →Fr-218m1
Rn-218	86	218	35.0 ms	alpha	→Po-214 →Fr-218 →Rn-219
Th-221	90	221	1.68 ms	alpha	→Ra-217 →Pa-221 →Th-222
Ac-222m1	89	222	1.05 min	it	→Ac-222 →Ac-223
Ac-222	89	222	5 s	alpha	→Fr-218 →Th-222 →Ac-223
Ra-223	88	223	11.4 dni	alpha	→Rn-219 →Ac-223 →Ra-224
Pb-209	82	209	3.25 h	beta-	→Bi-209 →Pb-210
At-213	85	213	125.0 ns	alpha	→Bi-209 →Rn-213 →At-214m1
Po-214m1	84	214	99.0 ps	it	→Po-214 →Po-215
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
Po-214	84	214	164.3 μs	alpha	→Pb-210 →At-214 →Po-215
Fr-218	87	218	1 ms	alpha	→At-214 →Ra-218 →Fr-219
Rn-219	86	219	3.96 s	alpha	→Po-215 →Fr-219 →Rn-220
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
Ra-224	88	224	3.66 dni	alpha	→Rn-220 →Ac-224 →Ra-225
Bi-209	83	209	stabilny	stable	→Bi-210
Pb-210	82	210	22.3 lat	beta-	→Bi-210 →Pb-211
Rn-213	86	213	25.0 ms	alpha	→Po-209 →Fr-213 →Rn-214m1
At-214m1	85	214	265.0 ns	it	→At-214 →At-215
Po-215	84	215	1.78 ms	alpha	→Pb-211 →At-215 →Po-216
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
Fr-219	87	219	20.0 ms	alpha	→At-215 →Ra-219 →Fr-220
At-214	85	214	558.0 ns	alpha	→Bi-210 →Rn-214 →At-215
Rn-220	86	220	55.6 s	alpha	→Po-216 →Fr-220 →Rn-221
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
Ac-224	89	224	2.78 h	alpha	→Fr-220 →Th-224 →Ac-225
Ra-225	88	225	14.9 dni	alpha	→Rn-221 →Ac-225 →Ra-226
Bi-210	83	210	5.01 dni	beta-	→Po-210 →Bi-211
Pb-211	82	211	36.1 min	beta-	→Bi-211 →Pb-212
Po-209	84	209	101.9 lat	alpha	→Pb-205 →At-209 →Po-210
Fr-213	87	213	34.6 s	alpha	→At-209 →Ra-213 →Fr-214m1
Rn-214m1	86	214	690.0 ps	it	→Rn-214 →Rn-215
At-215	85	215	100.0 μs	alpha	→Bi-211 →Rn-215 →At-216m1
Po-216	84	216	145.0 ms	alpha	→Pb-212 →At-216 →Po-217
Th-217	90	217	252.0 μs	alpha	→Ra-213 →Pa-217 →Th-218
Ac-218	89	218	1.08 μs	alpha	→Fr-214 →Th-218 →Ac-219
Rn-214	86	214	270.0 ns	alpha	→Po-210 →Fr-214 →Rn-215
Ra-219	88	219	10.0 ms	alpha	→Rn-215 →Ac-219 →Ra-220
Fr-220	87	220	27.4 s	alpha	→At-216 →Ra-220 →Fr-221
Rn-221	86	221	25.7 min	alpha	→Po-217 →Fr-221 →Rn-222
U-222	92	222	1 μs	alpha	→Th-218 →U-223
Pa-223	91	223	5 ms	alpha	→Ac-219 →U-223 →Pa-224
Th-224	90	224	1.05 s	alpha	→Ra-220 →Pa-224 →Th-225
Ac-225	89	225	10.0 dni	alpha	→Fr-221 →Th-225 →Ac-226
Ra-226	88	226	1.6 ky	alpha	→Rn-222 →Ac-226 →Ra-227
Po-210	84	210	138.4 dni	alpha	→? →? →?
Bi-211	83	211	2.14 min	beta-	→? →? →?
Pb-212	82	212	10.6 h	beta-	→? →?
Pb-205	82	205	15.3 My	beta-	→? →?
At-209	85	209	5.41 h	alpha	→? →? →?
Ra-213	88	213	2.74 min	alpha	→? →? →?
Fr-214m1	87	214	3.35 ms	it	→Fr-214 →?
Rn-215	86	215	2.3 μs	alpha	→? →? →?
At-216m1	85	216	100.0 μs	it	→At-216 →?
At-216	85	216	300.0 μs	alpha	→? →? →?
Po-217	84	217	1.47 s	alpha	→? →? →?
Pa-217	91	217	2.3 ms	alpha	→? →?
Th-218	90	218	109.0 ns	alpha	→? →? →?
Fr-214	87	214	5 ms	alpha	→? →? →?
Ac-219	89	219	11.8 μs	alpha	→? →? →?
Ra-220	88	220	18.0 ms	alpha	→? →? →Ra-221
Fr-221	87	221	4.9 min	alpha	→? →Ra-221 →?
Rn-222	86	222	3.82 dni	alpha	→? →? →?
U-223	92	223	55.0 μs	alpha	→? →?
Pa-224	91	224	850.0 ms	alpha	→? →? →?
Th-225	90	225	8.72 min	alpha	→Ra-221 →? →?
Ac-226	89	226	1.22 dni	alpha	→? →? →?
Ra-227	88	227	42.2 min	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.