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 145 połączeń. Wyszukiwanie do przodu — co powstaje z U-219.

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: 90wychwyt: 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
U-219 → Th-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.
U-219 → U-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.
Th-215 → Ra-211 α 100.0%	1	dominujące Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią. Produkt szybko zanika; w praktycznym bilansie trzeba liczyć następny krok łańcucha.
Th-215 → Pa-215 β⁻ 100.0%	1	dominujące Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią. Produkt szybko zanika; w praktycznym bilansie trzeba liczyć następny krok łańcucha.
Th-215 → Th-216m1 (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-220 → Th-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.
Ra-211 → Rn-207 α 100.0%	1	dominujące Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
Ra-211 → Ac-211 β⁻ 100.0%	1	dominujące Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią. 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.
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-199 → Pb-200 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Bi-199 → 832000 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Pb-200 → 822010 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
At-204m1 → 852050 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Pa-212 → 912130 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
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
U-219	92	219	42.0 μs	alpha	→Th-215 →U-220
Th-215	90	215	1.2 s	alpha	→Ra-211 →Pa-215 →Th-216m1
U-220	92	220	60.0 ns	alpha	→Th-216 →U-221
Ra-211	88	211	13.0 s	alpha	→Rn-207 →Ac-211 →Ra-212
Pa-215	91	215	15.0 ms	alpha	→Ac-211 →Pa-216
Th-216m1	90	216	180.0 μs	it	→Th-216 →Th-217
Th-216	90	216	28.0 ms	alpha	→Ra-212 →Pa-216 →Th-217
U-221	92	221	700.0 ns	alpha	→Th-217 →U-222
Rn-207	86	207	9.25 min	alpha	→Po-203 →Fr-207 →Rn-208
Ac-211	89	211	250.0 ms	alpha	→Fr-207 →Th-211 →Ac-212
Ra-212	88	212	13.0 s	alpha	→Rn-208 →Ac-212 →Ra-213m1
Pa-216	91	216	105.0 ms	alpha	→Ac-212 →Pa-217m1
Th-217	90	217	252.0 μs	alpha	→Ra-213 →Pa-217 →Th-218
U-222	92	222	1 μs	alpha	→Th-218 →U-223
Po-203	84	203	36.7 min	alpha	→Pb-199 →At-203 →Po-204
Fr-207	87	207	14.8 s	alpha	→At-203 →Ra-207 →Fr-208
Rn-208	86	208	24.4 min	alpha	→Po-204 →Fr-208 →Rn-209
Th-211	90	211	37.0 ms	alpha	→Ra-207 →Th-212
Ac-212	89	212	930.0 ms	alpha	→Fr-208 →Th-212 →Ac-213
Ra-213m1	88	213	2.1 ms	it	→Ra-213 →Ra-214
Pa-217m1	91	217	1.5 ms	it	→Pa-217 →Pa-218
Ra-213	88	213	2.74 min	alpha	→Rn-209 →Ac-213 →Ra-214
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
U-223	92	223	55.0 μs	alpha	→Th-219 →U-224
Pb-199	82	199	1.5 h	beta-	→Bi-199 →Pb-200
At-203	85	203	7.4 min	alpha	→Bi-199 →Rn-203 →At-204m1
Po-204	84	204	3.53 h	alpha	→Pb-200 →At-204 →Po-205
Ra-207	88	207	1.3 s	alpha	→Rn-203 →Ac-207 →Ra-208
Fr-208	87	208	59.1 s	alpha	→At-204 →Ra-208 →Fr-209
Rn-209	86	209	28.5 min	alpha	→Po-205 →Fr-209 →Rn-210
Th-212	90	212	30.0 ms	alpha	→Ra-208 →Pa-212 →Th-213
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
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
U-224	92	224	900.0 μs	alpha	→Th-220 →U-225
Bi-199	83	199	27.0 min	beta-	→? →?
Pb-200	82	200	21.5 h	beta-	→? →?
Rn-203	86	203	42.0 s	alpha	→? →? →?
At-204m1	85	204	108.0 ms	it	→At-204 →?
At-204	85	204	9.2 min	alpha	→? →? →?
Po-205	84	205	1.66 h	alpha	→? →? →?
Ac-207	89	207	27.0 ms	alpha	→? →?
Ra-208	88	208	1.3 s	alpha	→? →? →?
Fr-209	87	209	50.0 s	alpha	→? →? →?
Rn-210	86	210	2.4 h	alpha	→? →? →?
Pa-212	91	212	5.1 ms	alpha	→? →?
Th-213	90	213	140.0 ms	alpha	→? →? →?
Ac-214	89	214	8.2 s	alpha	→? →? →?
Ra-215	88	215	1.59 ms	alpha	→? →? →?
U-218	92	218	1.5 ms	alpha	→? →U-219
Pa-219	91	219	53.0 ns	alpha	→? →U-219 →?
Th-220	90	220	9.7 μs	alpha	→? →? →?
U-225	92	225	60.0 ms	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.