INPUTS :

- rock composition:

- U/Th contamination:

- density: 2.65 g/cm3

Neutron yield in LSM rock

% mass H C O Na Mg Al Si P K Ca Ti Mn FeRock 1 6 50 0.44 0.84 2.6 7 0.06 0.21 31 0.07 0.03 1.9

238U

232Th

Rock 0.84 ppm 2.45 ppm

induced neutron production

Alphas produced in 238U and 232Th decay chain; main contributions from : 238U : 2 : 6.0 MeV 218Po, 7.68 MeV 214Po

232Th : 3 : 6.28 MeV 220Rn, 6.77 MeV 216Po 8.78 MeV 212Po

n reactions opened for some isotopes; main contributions from : 13C 17O 18O 23Na 25Mg 26Mg 27Al 29Si 30Si 42Ca 43Ca 44Ca

Use of EMPIRE-II code to mainly compute Mg and Ca (,n) cross sections

LIST OF ISOTOPES IN ROCK

Natural abundances (RIPL) Reaction(a,n) (NNDC Q-calc) Z A El abundance uncert. Q-value (MeV) Threshold energy (MeV)

[%] ---------------------------------------------------------------------

Threshold energy < 8.8 MeV

6 13C 1.110000 0.010000 2.216 0

8 17O 0.038000 0.001000 0.58672 (11) 0 8 18O 0.200000 0.014000 -0.6961 (6) 0.8510 (8) 11 23Na 100.000000 0.000000 -2.96595 (6) 3.48226 (7) 12 24Mg 78.990000 0.040000 -7.19567 (15) 8.39609 (18) 12 25Mg 10.000000 0.010000 2.653570 (30) 0

12 26Mg 11.010000 0.030000 0.034060 (30) 0

13 27Al 100.000000 0.000000 -2.6425 (3) 3.0344 (4) 14 29Si 4.683000 0.008000 -1.52575 (14) 1.73649 (16) 14 30Si 3.087000 0.005000 -3.49333 (14) 3.95976 (16) 15 31P 100.000000 0.000000 -5.64751 (24) 6.37717 (27) 19 39K 93.258100 0.004400 -7.33217 (19) 8.08523 (21) 19 40K 0.011700 0.000100 -2.9937 (19) 3.2935 (21) 19 41K 6.730200 0.004400 -3.3894 (18) 3.7205 (19) 20 42Ca 0.647000 0.023000 -5.1877 (10) 5.6826 (11) 20 43Ca 0.135000 0.010000 0.0684 (8) 0 20 44Ca 2.090000 0.110000 0.0684 (8) 0 20 46Ca 0.004000 0.003000 -0.2227 (22) 0.2421 (23) 20 48Ca 0.187000 0.021000 -0.133 (4) 0.144 (4) 22 46Ti 8.250000 0.030000 -4.4393 (24) 4.8260 (26) 22 47Ti 7.440000 0.020000 -0.3193 (10) 0.3465 (11) 22 48Ti 73.720000 0.030000 -2.6853 (10) 2.9095 (11) 22 49Ti 5.410000 0.020000 1.2117 (10) 0 22 50Ti 5.180000 0.020000 -1.7883 (10) 1.9316 (11) 25 55Mn 100.000000 0.000000 -3.5111 (12) 3.7669 (13) 26 54Fe 5.845000 0.035000 -5.8169 (19) 6.2485 (20) 26 56Fe 91.754000 0.036000 -5.0961 (5) 5.4607 (6) 26 57Fe 2.119000 0.010000 -1.3544 (5) 1.4497 (6) 26 58Fe 0.282000 0.004000 -3.5789 (6) 3.8262 (6)

Natural abundances (RIPL) Reaction(a,n) (NNDC Q-calc) Z A El abundance uncert. Q-value (MeV) Threshold energy (MeV) [%] ---------------------------------------------------------------------

Threshold energy > 8.8 MeV

1 1H 99.985000 0.001000 -23.68 (21) 115.4 (10) 1 2H 0.015000 0.001000 -4.19 (5) 12.50 (15) 6 12C 98.890000 0.010000 -8.5020 (5) 11.3357 (7) 8 16O 99.762000 0.016000 -12.13484 (29) 15.1690 (4) 14 28Si 92.230000 0.019000 -8.0945 (15) 9.2523 (17) 20 40Ca 96.940000 0.160000 -11.172 (7) 12.290 (8)

Isotopes Open to (alpha,n) reaction

Isotopes Closed to (alpha,n) reaction

Cross-sections added by VK in August 2003: 9- F-19 Vukolov et al.Vopr.At.Nauk.Ob.,4,31(1983)+extrap., vk 13/10/03 11-Na-23 E.B.Norman et al. Nucl. Phys. A390, 561 (1982), vk 19/08/03. 14-Si-28 C.W.Cheng et al. Can. J. Phys. 58, 697 (1980), vk, 19/08/03 17-Cl-35 A.J.Howard et al. ApJ, 188, 131 (1974), added by vk, 19/08/03 24-Cr-50 A.J.Morton et al. Nucl. Phys. A573, 276 (1994), vk 9/12/03 25-Mn-55 S.Sudar, S.M.Qaim. Phys. Rev. C, 50, 2408 (1994), vk 9/12/03 26-Fe-54 S.G.Tims et al. Nucl. Phys. A524, 479 (1991), vk 19/08/03 27-Co-59 R.H.Stelson et al. Phys. Rev. B, 133, 911 (1964), vk 19/08/03 28-Ni-60 R.H.Stelson et al. Phys. Re Rev. B, 133, 911 (1964), vk 19/08/03 28-Ni-60 R.H.Stelson et al. Phys. Rev. B, 133, 911 (1964), vk 9/12/03 28-Ni-62 J.L.Zyskind et al. Nucl. Phys. A331, 180 (1979), vk 9/12/03 28-Ni-64 J.L.Zyskind et al. Nucl. Phys. A331, 180 (1979), vk 9/12/03 29-Cu-63 R.H.Stelson et al. Phys. Rev. B, 133, 911 (1964), vk 19/08/03 29-Cu-65 R.H.Stelson et al. Phys. Rev. B, 133, 911 (1964), vk 19/08/03 7- N-14 W. Gruhle et al. Nucl. Phys. A 186 (1972) 257, vk 11/03/04

Cross-sections added by Rachid Lemrani - July 2005 (calculations with empire-2.19): 12-Mg-24 - new 12-Mg-25 - update 12-Mg-26 - update 14-Si-29 - update 14-Si-30 - update 15- P-31 - update 19- K-39 - new 19- K-40 - new 19- K-41 - new 20-Ca-42 - C.W.Cheng et al Jour. of Physics, Part G (Nucl.and Part.Phys.) 5(1979)1261 20-Ca-43 - new 20-Ca-44 - new 20-Ca-46 - new 20-Ca-48 - new 22-Ti-46 - new 22-Ti-47 - new 22-Ti-48 - new 22-Ti-49 - new 22-Ti-50 - new

Cross-sections added SOURCES

Settings for EMPIRE-II

• 4 2 ;PROJECTILE A, Z• 1 ;NUMBER OF NEUTRONS TO BE EMITTED• 0 ;NUMBER OF PROTONS TO BE EMITTED• 0 ;NUMBER OF ALPHAS TO BE EMITTED• 0 0. 0. ;NUMBER OF L.I. TO BE EMITTED AND ITS A AND Z• LEVDEN 2.• GCROA -1.• NEX 80.• #PCROSS 1.3• OMPOT -401. 1• DIRPOT -401.• #OMPOT -4101. 2• OMPOT -9100. 3 • ENDF 1.• GO• 3.• 4.• 5.• 6.• 7.• 8.• 9.• 10.• -1

Optical model potentials :Neutrons : Wilmore-HodgsonAlphas : Mc Fadden and Satchler

EMPIRE II control plots

27Al42Ca 48Ti

23Na18O

Rates for all combinationsin concrete

rates (neutrons/g/year) po218 po214 rn220 po216 po212 bi211 bi212 po210 po211 po215 at219 rn219 rn222 ra223 ra224 ra226 ac227 th227 th228 th230 th232 pa231 u234 u235 u238 totalc13 0.014 0.040 0.004 0.006 0.011 0.001 0.001 0.007 0.000 0.002 0.001 0.000 0.009 0.000 0.002 0.005 0.000 0.001 0.002 0.005 0.001 0.000 0.005 0.000 0.004 0.120o17 0.003 0.006 0.001 0.001 0.002 0.000 0.000 0.002 0.000 0.000 0.000 0.000 0.002 0.000 0.001 0.001 0.000 0.000 0.000 0.001 0.000 0.000 0.001 0.000 0.001 0.022o18 0.031 0.065 0.008 0.012 0.016 0.002 0.003 0.020 0.000 0.003 0.002 0.000 0.023 0.001 0.006 0.014 0.000 0.001 0.005 0.013 0.001 0.001 0.014 0.000 0.007 0.248na23 0.000 0.002 0.000 0.000 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.004mg24 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000mg25 0.004 0.013 0.001 0.002 0.004 0.000 0.000 0.002 0.000 0.001 0.000 0.000 0.002 0.000 0.001 0.001 0.000 0.000 0.000 0.001 0.000 0.000 0.001 0.000 0.000 0.034mg26 0.006 0.022 0.002 0.003 0.007 0.000 0.001 0.003 0.000 0.001 0.000 0.000 0.003 0.000 0.001 0.001 0.000 0.000 0.001 0.001 0.000 0.000 0.001 0.000 0.000 0.055al27 0.006 0.038 0.002 0.004 0.013 0.001 0.001 0.002 0.000 0.001 0.000 0.000 0.003 0.000 0.001 0.001 0.000 0.000 0.001 0.001 0.000 0.000 0.001 0.000 0.000 0.076si29 0.003 0.010 0.001 0.001 0.003 0.000 0.000 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000 0.002 0.000 0.000 0.001 0.000 0.000 0.000 0.001 0.000 0.000 0.001 0.000 0.000 0.025si30 0.001 0.012 0.000 0.001 0.004 0.000 0.000 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.023ca42 0.000 0.002 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.003ca43 0.000 0.001 0.000 0.000 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.002ca44 0.001 0.021 0.001 0.002 0.010 0.000 0.000 0.000 0.000 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.037ca46 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000ca48 0.000 0.002 0.000 0.000 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.004p31 0.000 0.000 0.000 0.000 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.001k39 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000k40 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000k41 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000ti46 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000ti47 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000ti48 0.000 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.001ti49 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000ti50 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000mn55 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000fe54 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000fe56 0.000 0.001 0.000 0.000 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.002fe57 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000fe58 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

total: 0.659 n/g/year

n/ g/ year C O Ca Si Al Mg Na Others Total

SOURCES 0.120 0.270 0.046 0.048 0.076 0.089 0.004 0.004 0.659

Main contributions to alpha,n