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 59 nuklidów i 159 połączeń. Wyszukiwanie do przodu — co powstaje z U-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: 100wychwyt: 59rozszczepienie: 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-221 → Th-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-217 → Ra-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.
Th-217 → Pa-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.
Th-217 → Th-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.
U-222 → Th-218 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-222 → U-223 (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-213 → Rn-209 α 100.0%	1	dominujące Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
Ra-213 → Ac-213 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-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-201 → Pb-202 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Po-207m1 → 842080 (n,γ) σ=0 b	0	formalne Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
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.
Bi-201 → 832020 (n,γ) σ=0.0001 b	1.0e-6	słabe Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 0.0001 b dla danych termicznych.
Po-207 → 842080 (n,γ) σ=0.02 b	0.0002	słabe Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 0.02 b dla danych termicznych.
Po-205 → Po-206 (n,γ) σ=0.04 b	0.0004	słabe Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 0.04 b dla danych termicznych.
Ra-216m1 → Ra-217 (n,γ) σ=0.58 b	0.0058	umiarkowane Wymaga strumienia neutronów; sigma wynosi około 0.58 b dla danych termicznych. Produkt szybko zanika; w praktycznym bilansie trzeba liczyć następny krok łańcucha.

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-221	92	221	700.0 ns	alpha	→Th-217 →U-222
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
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
Rn-209	86	209	28.5 min	alpha	→Po-205 →Fr-209 →Rn-210
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
Po-205	84	205	1.66 h	alpha	→Pb-201 →At-205 →Po-206
Fr-209	87	209	50.0 s	alpha	→At-205 →Ra-209 →Fr-210
Rn-210	86	210	2.4 h	alpha	→Po-206 →Fr-210 →Rn-211
Th-213	90	213	140.0 ms	alpha	→Ra-209 →Pa-213 →Th-214
Ac-214	89	214	8.2 s	alpha	→Fr-210 →Th-214 →Ac-215
Ra-215	88	215	1.59 ms	alpha	→Rn-211 →Ac-215 →Ra-216m1
U-218	92	218	1.5 ms	alpha	→Th-214 →U-219
Pa-219	91	219	53.0 ns	alpha	→Ac-215 →U-219 →Pa-220
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
Pb-201	82	201	9.33 h	beta-	→Bi-201 →Pb-202
At-205	85	205	26.2 min	alpha	→Bi-201 →Rn-205 →At-206
Po-206	84	206	8.8 dni	alpha	→Pb-202 →At-206 →Po-207m1
Ra-209	88	209	4.6 s	alpha	→Rn-205 →Ac-209 →Ra-210
Fr-210	87	210	3.18 min	alpha	→At-206 →Ra-210 →Fr-211
Rn-211	86	211	14.6 h	alpha	→Po-207 →Fr-211 →Rn-212
Pa-213	91	213	5.3 ms	alpha	→Ac-209 →Pa-214
Th-214	90	214	100.0 ms	alpha	→Ra-210 →Pa-214 →Th-215
Ac-215	89	215	170.0 ms	alpha	→Fr-211 →Th-215 →Ac-216m1
Ra-216m1	88	216	200.0 ps	it	→Ra-216 →Ra-217
U-219	92	219	42.0 μs	alpha	→Th-215 →U-220
Pa-220	91	220	780.0 ns	alpha	→Ac-216 →U-220 →Pa-221
Ra-216	88	216	182.0 ns	alpha	→Rn-212 →Ac-216 →Ra-217
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
Bi-201	83	201	1.8 h	beta-	→? →?
Pb-202	82	202	52.5 ky	beta-	→? →?
Rn-205	86	205	2.8 min	alpha	→? →? →?
At-206	85	206	30.6 min	alpha	→? →? →?
Po-207m1	84	207	2.79 s	it	→Po-207 →?
Ac-209	89	209	100.0 ms	alpha	→? →? →?
Ra-210	88	210	3.7 s	alpha	→? →? →?
Fr-211	87	211	3.1 min	alpha	→? →? →?
Po-207	84	207	5.8 h	alpha	→? →? →?
Rn-212	86	212	23.9 min	alpha	→? →? →?
Pa-214	91	214	17.0 ms	alpha	→? →?
Th-215	90	215	1.2 s	alpha	→? →? →?
Ac-216m1	89	216	330.0 μs	it	→Ac-216 →?
Ra-217	88	217	1.6 μs	alpha	→? →? →?
U-220	92	220	60.0 ns	alpha	→? →U-221
Ac-216	89	216	330.0 μs	alpha	→? →? →?
Pa-221	91	221	4.9 μs	alpha	→? →U-221 →?
Th-222	90	222	2.8 ms	alpha	→? →? →?
Np-226	93	226	35.0 ms	alpha	→? →?
U-227	92	227	1.1 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.