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 74 nuklidów i 203 połączeń. Wyszukiwanie do przodu — co powstaje z Th-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: 129wychwyt: 74rozszczepienie: 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
Th-221 → Ra-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.
Th-221 → Pa-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.
Th-221 → Th-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.
Ra-217 → Rn-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.
Ra-217 → Ac-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.
Ra-217 → Ra-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.
Pa-221 → Ac-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.
Pa-221 → U-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
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 → Pb-206 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Bi-205 → Bi-206 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Bi-206 → 832070 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Pb-207 → 822080 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Pb-206 → Hg-203 (n,γ) σ=1.89e-32 b	1.89e-34	słabe Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 1.89e-32 b dla danych termicznych.
Rn-214m1 → Rn-215 (n,γ) σ=0.01 b	0.0001	słabe Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 0.01 b dla danych termicznych. Produkt szybko zanika; w praktycznym bilansie trzeba liczyć następny krok łańcucha.
Po-205 → 842060 (n,γ) σ=0.04 b	0.0004	słabe Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 0.04 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
Th-221	90	221	1.68 ms	alpha	→Ra-217 →Pa-221 →Th-222
Ra-217	88	217	1.6 μs	alpha	→Rn-213 →Ac-217 →Ra-218
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
Rn-213	86	213	25.0 ms	alpha	→Po-209 →Fr-213 →Rn-214m1
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
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
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
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
Pb-205	82	205	15.3 My	beta-	→Bi-205 →Pb-206
At-209	85	209	5.41 h	alpha	→Bi-205 →Rn-209 →At-210
Po-210	84	210	138.4 dni	alpha	→Pb-206 →At-210 →Po-211m1
Ra-213	88	213	2.74 min	alpha	→Rn-209 →Ac-213 →Ra-214
Fr-214m1	87	214	3.35 ms	it	→Fr-214 →Fr-215
Rn-215	86	215	2.3 μs	alpha	→Po-211 →Fr-215 →Rn-216
Pa-217	91	217	2.3 ms	alpha	→Ac-213 →Pa-218
Th-218	90	218	109.0 ns	alpha	→Ra-214 →Pa-218 →Th-219
Fr-214	87	214	5 ms	alpha	→At-210 →Ra-214 →Fr-215
Ac-219	89	219	11.8 μs	alpha	→Fr-215 →Th-219 →Ac-220
Ra-220	88	220	18.0 ms	alpha	→Rn-216 →Ac-220 →Ra-221
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
Th-225	90	225	8.72 min	alpha	→Ra-221 →Pa-225 →Th-226
Bi-205	83	205	15.3 dni	beta-	→Po-205 →Bi-206
Pb-206	82	206	stabilny	stable	→Hg-203
Rn-209	86	209	28.5 min	alpha	→Po-205 →Fr-209 →Rn-210
At-210	85	210	8.1 h	alpha	→Bi-206 →Rn-210 →At-211
Po-211m1	84	211	25.2 s	it	→Po-211 →Po-212m1
Ac-213	89	213	800.0 ms	alpha	→Fr-209 →Th-213 →Ac-214
Ra-214	88	214	2.46 s	alpha	→Rn-210 →Ac-214 →Ra-215
Fr-215	87	215	86.0 ns	alpha	→At-211 →Ra-215 →Fr-216m1
Po-211	84	211	516.0 ms	alpha	→Pb-207 →At-211 →Po-212m1
Rn-216	86	216	45.0 μs	alpha	→Po-212 →Fr-216 →Rn-217
Pa-218	91	218	110.0 μs	alpha	→Ac-214 →U-218 →Pa-219
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
Ra-221	88	221	28.0 s	alpha	→Rn-217 →Ac-221 →Ra-222
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
Th-226	90	226	30.6 min	alpha	→Ra-222 →Pa-226 →Th-227
Po-205	84	205	1.66 h	alpha	→? →? →?
Bi-206	83	206	6.24 dni	beta-	→? →?
Hg-203	80	203	46.6 dni	beta-	→? →?
Fr-209	87	209	50.0 s	alpha	→? →? →?
Rn-210	86	210	2.4 h	alpha	→? →? →?
At-211	85	211	7.21 h	alpha	→? →? →?
Po-212m1	84	212	45.1 s	it	→Po-212 →?
Th-213	90	213	140.0 ms	alpha	→? →? →?
Ac-214	89	214	8.2 s	alpha	→? →? →?
Ra-215	88	215	1.59 ms	alpha	→? →? →?
Fr-216m1	87	216	71.0 ns	it	→Fr-216 →?
Pb-207	82	207	stabilny	stable	→?
Po-212	84	212	299.0 ns	alpha	→? →? →?
Fr-216	87	216	700.0 ns	alpha	→? →? →?
Rn-217	86	217	540.0 μs	alpha	→? →? →?
U-218	92	218	1.5 ms	alpha	→? →?
Pa-219	91	219	53.0 ns	alpha	→? →? →?
Th-220	90	220	9.7 μs	alpha	→? →? →Th-221
Ac-221	89	221	52.0 ms	alpha	→? →Th-221 →?
Ra-222	88	222	38.0 s	alpha	→? →? →?
U-225	92	225	60.0 ms	alpha	→Th-221 →? →?
Pa-226	91	226	1.8 min	alpha	→? →? →?
Th-227	90	227	18.7 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.