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 30 nuklidów i 54 połączeń. Wyszukiwanie do przodu — co powstaje z Sm-146.
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: 23wychwyt: 31rozszczepienie: 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
Sm-146 → Eu-146
β⁻ 100.0%
1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
Sm-146 → Sm-147
(n,γ) σ=100 b
1silne
Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 100 b dla danych termicznych.
Eu-146 → Gd-146
β⁻ 100.0%
1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
Sm-147 → Sm-148
(n,γ) σ=100 b
1silne
Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 100 b dla danych termicznych.
Eu-147 → Gd-147
β⁻ 100.0%
1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
Sm-148 → Sm-149
(n,γ) σ=100 b
1silne
Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 100 b dla danych termicznych.
Nd-144 → Nd-145
(n,γ) σ=100 b
1silne
Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 100 b dla danych termicznych.
Tb-146 → Gd-146
EC 100.0%
1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.

Wąskie gardła i przejścia formalne

PrzejścieWagaDlaczego uważać
Eu-146 → Eu-147
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Gd-146 → Gd-147
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Tb-146 → Tb-147
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Gd-147 → Gd-148
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Tb-147 → Tb-148
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Eu-149 → Eu-150
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Nd-146 → Nd-147
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Ce-142 → Ce-143
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Węzły łańcucha — szczegóły

= 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.

NuklidZATyp rozpaduPołączenia wychodzące
Sm-14662146102.9 Mybeta-→Eu-146 →Sm-147
Eu-146631464.61 dnibeta-→Gd-146 →Eu-147
Sm-14762147stabilnystable→Sm-148 →Nd-144
Gd-1466414648.3 dnibeta-→Tb-146 →Eu-146 →Gd-147
Eu-1476314724.1 dnibeta-→Gd-147 →Eu-148
Sm-14862148stabilnystable→Sm-149
Nd-14460144stabilnystable→Nd-145
Tb-146651468 sec→Gd-146 →Tb-147
Gd-147641471.59 dnibeta-→Tb-147 →Gd-148
Eu-1486314854.5 dnibeta-→Gd-148 →Eu-149
Sm-14962149stabilnystable→Nd-146
Nd-14560145stabilnystable→Ce-142
Tb-147651471.7 hec→Gd-147 →Tb-148
Gd-1486414874.5 latbeta-→Tb-148 →Gd-149
Eu-1496314993.1 dnibeta-→Gd-149 →Eu-150
Nd-14660146stabilnystable→Nd-147
Ce-14258142stabilnystable→Ce-143
Tb-148651481 hbeta-→Dy-148 →Gd-148 →Tb-149
Gd-149641499.28 dnibeta-→Tb-149 →Gd-150
Eu-1506315036.9 latbeta-→Gd-150 →Eu-151
Nd-1476014711.0 dnibeta-→Pm-147 →Nd-148
Ce-143581431.38 dnibeta-→Pr-143 →Ce-144
Dy-148661483.1 minec→Tb-148 →?
Tb-149651494.12 hbeta-→? →?
Gd-150641501.79 Mybeta-→? →?
Eu-15163151stabilnystable→?
Pm-147611472.62 latbeta-→Sm-147 →?
Nd-14860148stabilnystable→?
Pr-1435914313.6 dnibeta-→? →?
Ce-14458144284.9 dnibeta-→? →?

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.