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radioactivedecay

Ai源码

Release 0.5.1

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radioactivedecay是用于放射性衰减计算的Python软件包。它支持放射性核素，亚稳态状态和分支衰变的衰减链。默认情况下，它使用来自ICRP出版物107的衰减数据，其中包含1252个放射性核素的97个元素，以及来自原子质量数据中心的原子质量数据。

该代码使用Numpy和Scipy线性代数例程在分析上求解放射性衰减方程。还采用Sympy例程的高数值精度计算模式。这为含有放射性核素的衰减链具有更准确的结果，而半衰期之间的数量级差异。

这是免费使用的开源软件。它是专为从放射性和教育使用的工程师，技术人员和研究人员而创建的。

完整文档：https：//radioactivedecay.github.io/

安装

radioactivedecay需要Python 3.8+。使用pip从Python软件包索引中安装radioactivedecay ：

$ pip install radioactivedecay

或来自Conda-Forge：

$ conda install -c conda-forge radioactivedecay

如果命令尚未在环境中尚未存在，则任何一个命令都将尝试安装依赖项（matplotlib，networkx，numpy，pandas，scipy，scipy，setuptools＆sympy）。

用法

衰减计算

创建放射性核素的Inventory ，并如下：

>>> import radioactivedecay as rd
>>> Mo99_t0 = rd.Inventory({ ' Mo-99 ' : 2.0 }, ' Bq ' )
>>> Mo99_t1 = Mo99_t0.decay( 20.0 , ' h ' )
>>> Mo99_t1.activities( ' Bq ' )
{'Mo-99': 1.6207863893776937, 'Ru-99': 0.0,
 'Tc-99': 9.05304236308454e-09, 'Tc-99m': 1.3719829376710406}

2.0 BQ的MO-99 Inventory腐烂了20小时，产生了放射性后代TC-99M和TC-99，以及稳定的核素RU-99。

我们提供了'h'作为decay()的论点，以指定衰减时间段的单位数小时。支持的时间单元包括'μs' ， 'ms' ， 's' ， 'm' ， 'h' ， 'd' ， 'y'等。请注意seconds（ 's' ）是默认值，如果不提供单位decay() 。

使用cumulative_decays()计算衰减时间段衰减的每个放射性核素的原子总数：

>>> Mo99_t0.cumulative_decays( 20.0 , ' h ' )
{'Mo-99': 129870.3165339939, 'Tc-99m': 71074.31925850797,
'Tc-99': 0.0002724635511147602}

放射性核素可以在radioactivedecay中以四种等效方式指定：核素字符串的三种变体或规范ID。例如，以下是指定²²² RN和¹⁹²ⁿ IR的等效方法：

'Rn-222' ， 'Rn222' ， '222Rn' ， 862220000 ，
'Ir-192n' ， 'Ir192n' ， '192nIr' ， 771920002 。

库存可以通过提供活动（ 'Bq' ， 'Ci' ， 'dpm' ...），质量（ 'g' ， 'kg' ...），mole（ 'mol' ， 'kmol' ...）单位或数量的nuclei（ 'num' ）到Inventory()构建体。使用Methods activities() ， masses() ， moles() ， numbers() ， activity_fractions() ， mass_fractions()和mole_fractions()以不同格式获取库存内容：

>>> H3_t0 = rd.Inventory({ ' H-3 ' : 3.0 }, ' g ' )
>>> H3_t1 = H3_t0.decay( 12.32 , ' y ' )
>>> H3_t1.masses( ' g ' )
{'H-3': 1.5, 'He-3': 1.4999900734297729}
>>> H3_t1.mass_fractions()
{'H-3': 0.5000016544338455, 'He-3': 0.4999983455661545}

>>> C14_t0 = rd.Inventory({ ' C-14 ' : 3.2E24 }, ' num ' )
>>> C14_t1 = C14_t0.decay( 3000 , ' y ' )
>>> C14_t1.moles( ' mol ' )
{'C-14': 3.6894551567795797, 'N-14': 1.6242698581767292}
>>> C14_t1.mole_fractions()
{'C-14': 0.6943255713073281, 'N-14': 0.3056744286926719}

绘制衰减图

使用plot()方法图表库存的衰减，随着时间的流逝：

>>> Mo99_t0.plot( 20 , ' d ' , yunits = ' Bq ' )

该图显示了20天内MO-99的衰变，导致TC-99M的向内生长和痕量的TC-99。 RU-99的活性严格为零，因为它是衰减链末端的稳定核素。使用matplotlib绘制图形。

获取衰减数据

Nuclide类可用于获取单个放射性核素的衰减信息，例如RN-222：

>>> nuc = rd.Nuclide( ' Rn-222 ' )
>>> nuc.half_life( ' s ' )
330350.4
>>> nuc.half_life( ' readable ' )
'3.8235 d'
>>> nuc.progeny()
['Po-218']
>>> nuc.branching_fractions()
[1.0]
>>> nuc.decay_modes()
['α']
>>> nuc.Z  # proton number
86
>>> nuc.A  # nucleon number
222
>>> nuc.atomic_mass  # atomic mass in g/mol
222.01757601699998

有类似的库存方法来获取衰减数据：

>>> Mo99_t1.half_lives( ' readable ' )
{'Mo-99': '65.94 h', 'Ru-99': 'stable', 'Tc-99': '0.2111 My', 'Tc-99m': '6.015 h'}
>>> Mo99_t1.progeny()
{'Mo-99': ['Tc-99m', 'Tc-99'], 'Ru-99': [], 'Tc-99': ['Ru-99'], 'Tc-99m': ['Tc-99', 'Ru-99']}
>>> Mo99_t1.branching_fractions()
{'Mo-99': [0.8773, 0.1227], 'Ru-99': [], 'Tc-99': [1.0], 'Tc-99m': [0.99996, 3.7e-05]}
>>> Mo99_t1.decay_modes()
{'Mo-99': ['β-', 'β-'], 'Ru-99': [], 'Tc-99': ['β-'], 'Tc-99m': ['IT', 'β-']}

衰减链图

Nuclide类包括用于绘制衰减链图的plot()方法：

>>> nuc = rd.Nuclide( ' Mo-99 ' )
>>> nuc.plot()

这些图是使用NetworkX和Matplotlib绘制的。

高数值精度衰减计算

radioactivedecay包括用于高数值精确计算的InventoryHP类。该类可以为包含长和短寿命放射性核素的链条提供更可靠的衰减计算结果：

>>> U238_t0 = rd.InventoryHP({ ' U-238 ' : 1.0 })
>>> U238_t1 = U238_t0.decay( 10.0 , ' d ' )
>>> U238_t1.activities()
{'At-218': 1.4511675857141352e-25,
 'Bi-210': 1.8093327888942224e-26,
 'Bi-214': 7.09819414496093e-22,
 'Hg-206': 1.9873081129046843e-33,
 'Pa-234': 0.00038581180879502017,
 'Pa-234m': 0.24992285949158477,
 'Pb-206': 0.0,
 'Pb-210': 1.0508864357335218e-25,
 'Pb-214': 7.163682655782086e-22,
 'Po-210': 1.171277829871092e-28,
 'Po-214': 7.096704966148592e-22,
 'Po-218': 7.255923469955255e-22,
 'Ra-226': 2.6127168262000313e-21,
 'Rn-218': 1.4511671865210924e-28,
 'Rn-222': 7.266530698712501e-22,
 'Th-230': 8.690585458641225e-16,
 'Th-234': 0.2499481473619856,
 'Tl-206': 2.579902288672889e-32,
 'Tl-210': 1.4897029111914831e-25,
 'U-234': 1.0119788393651999e-08,
 'U-238': 0.9999999999957525}