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 27 nuklidów i 51 połączeń. Wyszukiwanie do przodu — co powstaje z W-179.
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: 24wychwyt: 27rozszczepienie: 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
W-179 → Re-179
β⁻ 100.0%
1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
Re-179 → Os-179
β⁻ 100.0%
1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
Os-179 → Ir-179
β⁻ 100.0%
1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
Re-180 → Os-180
β⁻ 100.0%
1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
W-181 → Re-181
β⁻ 100.0%
1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
Ir-179 → Pt-179
β⁻ 100.0%
1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią. Produkt szybko zanika; w praktycznym bilansie trzeba liczyć następny krok łańcucha.
Os-180 → Ir-180
β⁻ 100.0%
1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.
Re-181 → Os-181
β⁻ 100.0%
1dominujące
Branching ratio: jaka część rozpadów idzie tą gałęzią.

Wąskie gardła i przejścia formalne

PrzejścieWagaDlaczego uważać
W-179 → W-180
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Re-179 → Re-180
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
W-180 → W-181
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Os-179 → Os-180
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Re-180 → Re-181
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
W-181 → W-182
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Ir-179 → Ir-180
(n,γ) σ=0 b
0formalne
Baza nie podała przekroju; krawędź pokazuje tylko możliwy produkt Z,A+1.
Os-180 → Os-181
(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
W-1797417937.0 minbeta-→Re-179 →W-180
Re-1797517919.5 minbeta-→Os-179 →Re-180
W-18074180stabilnystable→W-181
Os-179761796.5 minbeta-→Ir-179 →Os-180
Re-180751802.44 minbeta-→Os-180 →Re-181
W-18174181121.2 dnibeta-→Re-181 →W-182
Ir-179771791.32 minbeta-→Pt-179 →Ir-180
Os-1807618021.5 minbeta-→Ir-180 →Os-181
Re-1817518119.9 hbeta-→Os-181 →Re-182
W-18274182stabilnystable→W-183
Pt-1797817921.2 sbeta-→Au-179 →Ir-179 →Pt-180
Ir-180771801.5 minbeta-→Pt-180 →Ir-181
Os-181761811.75 hbeta-→Ir-181 →Os-182
Re-1827518212.7 hbeta-→Os-182 →Re-183
W-18374183stabilnystable→W-184
Au-179791793.3 sec→Pt-179 →Au-180
Pt-1807818052.0 sbeta-→Au-180 →Pt-181
Ir-181771814.9 minbeta-→Pt-181 →Ir-182
Os-1827618222.1 hbeta-→Ir-182 →Os-183
Re-1837518370.0 dnibeta-→Os-183 →Re-184
W-18474184stabilnystable→W-185
Au-180791808.1 sec→Pt-180 →?
Pt-1817818152.0 sbeta-→? →?
Ir-1827718215.0 minbeta-→? →?
Os-1837618313.0 hbeta-→? →?
Re-1847518438.0 dnibeta-→? →?
W-1857418575.1 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.