Produkcja polonu-210 z bizmutu-209

Przejdź do artykułu: Polon-210 w inicjatorach ↗
Ten kalkulator pokazuje produkcję polonu-210 z bizmutu-209 przez napromienianie neutronami. Aktywność Po-210 zależy jednocześnie od szybkości produkcji i od jego własnego rozpadu. Narzędzie przelicza żądaną aktywność (po chłodzeniu i separacji) na potrzebną masę tarczy bizmutowej. Kalkulator uwzględnia samoosłanianie tarczy, straty chemiczne separacji i produkty uboczne aktywacji.

1 GBq = 10⁹ rozpadów na sekundę = 0,027 Ci. T½(Po-210) = 138,4 doby → moc cieplna ~140 W/g (jeden z najintensywniejszych emitrów α). Inicjator Pu-Be II WŚ: ~100 Ci = 3700 GBq. Porcja w czujce dymu: ~0,3 μg Am-241 ≈ porównaj z ułamkami GBq Po-210. Polon-210 użyty do zabójstwa Litwinienki (2006): ~10 μg = ogromna aktywność.

Bizmut-209 jest stabilny i obfity — cały naturalny bizmut to Bi-209. Reakcja: Bi-209 + n → Bi-210 (σ_c = 19,1 barn), następnie Bi-210 → Po-210 (β⁻, T½ = 5 dni).

Optimum ≈ 1–2 × T½(Po-210) = 140–280 dni. Przy zbyt krótkim czasie — za mało Po-210. Przy zbyt długim — Po-210 sam się rozpada z szybkością porównywalną z produkcją.

Po wyjęciu z reaktora Bi-210 jeszcze dobiega do Po-210 przez kolejne ~5 dni (T½ Bi-210). Po 30 dniach chłodzenia zostaje już prawie wyłącznie Po-210. Chłodzenie też pozwala ochłonąć innym produktom aktywacji.

Parametry zaawansowane (samoosłanianie, straty chemiczne, neutrony szybkie)

0 = brak korekcji. Standardowe folie: 0.5–2 mm. Grubość > 5 mm powoduje znaczące samoosłanianie (Σ_tot = 0.26 cm⁻¹). Duże bloki Bi wymagają segmentacji.

Typowe elektrodepozycje Po-210: 80–95%. Straty obejmują straty w roztworze, na ściankach, niecałkowite wymycie z tarczy. 100% = model idealny (brak strat).

Reaktor termiczny (np. ILL, BR2): ~0.1–2%. Reaktor prędki: 30–60%. Neutrony szybkie (>7.5 MeV) powodują reakcję ²⁰⁹Bi(n,2n)²⁰⁸Bi. 0% = czysto termiczny (model podstawowy).

Resetuj

Audyt modelu: Polon-210 z Bi-209

Kalkulator szacuje produkcję Po-210 z bizmutu przez dwustopniowy model Batemana Bi-210 -> Po-210 oraz pokazuje profil aktywności w funkcji czasu napromieniania.

Najważniejsze uproszczenia

  • Model zakłada stały strumień neutronów i nie liczy geometrii próbki ani samoosłaniania.
  • Profil pokazuje zależność od czasu napromieniania, ale nie optymalizuje osobno czasu chłodzenia.
  • Nie liczy zanieczyszczeń aktywacyjnych w materiale tarczy i osłonach.

Co można liczyć dokładniej

  • Dodać mapę 2D napromienianie kontra chłodzenie.
  • Dodać model samoosłaniania i spadku strumienia w grubszej próbce.
  • Dodać listę potencjalnych produktów ubocznych aktywacji.
  • Presety napromieniania można dodać w nowej bazie pomocniczej.