裸核离子与中性原子碰撞电离过程的理论研究

基于处理裸核离子与中性原子碰撞电离过程的OBKN和ECPSSR理论模型,系统计算了不同裸核离子与中性原子碰撞K壳层电子俘获截面和直接电离截面,并与其它文献已有的理论和实验结果进行了比较.研究结果表明:碰撞能量较低时,电子俘获截面大于直接电离截面,随着碰撞能量的增加,电子俘获截面和直接电离截面均是先增大后减小且直接电离截面减小地非常缓慢,高能时,直接电离截面大于电子俘获截面.当入射炮弹离子速度接近0.67倍靶原子K壳层电子速度时,电子俘获截面达到最大值,而当入射炮弹离子速度接近靶原子K壳层电子速度时,直接电离截面达到最大值.     

Cq+ 和Oq+与原子碰撞的电子俘获过程的理论研究

在ECPSSR理论的基础上， 利用OBKN近似描述电子俘获过程， 得到了包括电子俘获过程贡献的ECPSSR理论， 编写了相应的计算程序。 采用该程序计算了不同电荷态离子与多种靶原子碰撞的电子俘获截面和相应的X 射线产生截面， 将计算得到的包含电子俘获过程贡献的X 射线产生截面与实验结果进行了比较。 对于具有满K壳层的入射离子碰撞， X 射线产生截面与入射离子电荷态基本无关； 对于以直接电离为主导的碰撞过程， 计算得到的X 射线产生截面与实验数据符合得很好； 对于全裸和单K空穴入射离子的碰撞， 计算高估了X 射线产生截面。 Based on the ECPSSR theory, the contribution of the electron capture is described by the OBKN theory. The cross sections of electron capture and X ray production for the collision of different charge state projectiles with various targets are calculated, and compared with the available experimental data. It is found that the obtained X ray production cross sections are almost independent of the projectile charge states for projectiles without a K vacancy. For the collision processes of direct ionization, the present calculated results agree well with the experimental data. The calculations overestimate the X ray production cross sections for the projectiles with full and a K vacancy.     

应用ECPSSR理论研究重离子引起原子的内壳层电离

ECPSSR理论是解释离子-原子碰撞内壳层电离最成功的理论之一.我们用VISUAL FORTRAN编写了ECPSSR理论计算程序,修正了ISICS程序中的错误,本程序可以对各种入射离子与靶原子的组合进行计算,给出K,L,M的壳层及次壳层电离截面以及相应的X射线产生截面,并根据需要选择是否对入射离子运动进行相对论修正.采用所编写的程序计算了一些碰撞体系的电离截面和X射线产生截面,并与其他程序的计算结果和实验数据分别进行了比较.     

低电荷态离子原子碰撞过程中的转移电离机理的研究

介绍了使用位置灵敏技术和飞行时间方法研究中低能低电荷态离子-原子碰撞过程中转移电离与单电子俘获过程.对于确定的入射离子电荷态,通过理论分析及与实验数据对比给出了转移电离与单电子俘获截面比R_TS随着入射离子速度V_P的变化规律和转移电离过程中电离的电子主要来自靶原子的最外亚壳层. 关键词： 转移电离 逃离半径 电离半径 俘获半径     

高能脉冲C~(6+)离子束激发Ni靶的K壳层X射线

精确测量离子与原子碰撞引起的靶原子内壳层电离截面,对研究原子内壳层过程以及建立合适的理论模型具有重要的意义.现有的实验数据和理论模型大都集中在中低能区,高能区由于受到实验条件的限制,几乎没有相关实验数据的报道,哪种理论更适合描述高能重离子入射的靶原子内壳层电离截面,还需要进行深入的实验研究.采用电子冷却存储环提供能量分别为165,300,350,430 MeV/u的C~(6+)离子束轰击Ni靶,测量Ni的K壳层X射线.分析了实验中探测到的Ni的K_β和K_α射线强度比,发现入射粒子能量的变化对该强度比影响不明显.分别应用两体碰撞近似(BEA)、平面波玻恩近似(PWBA)和ECPSSR理论对Ni的K壳层X射线的产生截面进行理论计算,并将理论结果与实验结果进行比较.     

低能He2+-He碰撞体系转移电离机理的实验研究

利用冷靶反冲离子动量谱仪,对低能He²⁺-He碰撞反应中产生的反冲靶离子和炮弹离子进行了符合测量,根据反冲靶离子的动量,研究了转移电离过程中的电荷转移机理.实验结果表明：在20—40 keV能量范围内,靶原子上的一个电子俘获到炮弹离子的基态,另一个电子直接发射到靶的连续态的直接电离及另一个电子俘获到炮弹离子的连续态的过程(ECC)是最主要的转移电离机理,且ECC过程主要发生在大碰撞参数条件下;炮弹离子俘获两个电子处在双激发态的自电离过程的贡献很小. 关键词： 冷靶反冲离子动量谱仪 转移电离机理 离子原子碰撞     

Cq+(q=1-4)与He,Ne,Ar碰撞的电子损失截面测量与研究

在中能区测量了C^q+(q=1-4)与He,Ne,Ar气体原子碰撞的电子损失截面,计算分析了入射离子损失两个电子与一个电子的总截面比 R₂₁. 单反应道分析无法完全解释所有实验结果,必须同时考虑入射离子的电子损失、电子俘获和靶原子电离各种出射道间的耦合作用. 对于不同靶原子的碰撞,入射离子损失一个电子和两个电子的速度阈值可以由屏蔽和反屏蔽理论解释. 然而,该理论不能完全解释截面比 R₂₁ 关键词： 离子-原子碰撞 截面 电子损失     

中低能非全裸C离子与He原子的碰撞研究

采用反冲离子飞行时间-散射离子位置灵敏符合测量技术，测量了能量范围在0.7v₀—4.4v₀(v₀为玻尔速度)的碳离子C^q+(q=1—4)与He原子碰撞过程不同出射道靶原子的双电离与单电离截面比R，包括入射离子不损失电子(直接电离)的出射道(R_q,q),入射离子俘获一个电子的出射道(R_q,q-1)和入射离子损失一个电子的出射道(R_q,q+1)，并研究了R随入射C离子的能量及电荷态的变化关系.实验表明，对给定电荷态的入射离子，靶原子的双电离与单电离截面比R与出射道有很强的依赖关系，即R_q,q<R_q,q+1<R_q,q-1.直接电离出射道截面比R_q,q与入射离子电荷态几乎无关，而入射离子俘获一个电子的出射道和损失一个电子的出射道靶原子双电离与单电离截面比R_q,q-1和R_q,q+1却与入射离子电荷态有很强的关系.采用原子极化理论和电子屏蔽与反屏蔽作用对实验结果进行了解释. 关键词： 离子-原子碰撞 电离 截面比     

He2+离子与H原子的重粒子碰撞电离过程

利用初态程函近似的连续扭曲波方法研究了He²⁺离子与Ｈ原子的碰撞电离过程. 计 算得到了入射离子能量从30keV/u到2000keV/u的碰撞电离总截面、随电离电子能量和角度变 化的一阶和二阶微分散射截面，及随入射离子能量变化的电离电子平均能量.计算的总电离 截面与其他理论和实验结果进行了比较，在入射离子能量大于100keV／u的能区，计算结果 与实验符合得很好；在较低的能区，各种理论结果之间有较大差别，计算结果比实验约小50 ％.利用计算的二阶微分散射截面讨论了软碰撞、电子俘获到入射离子连续态、两体相遇碰 撞等碰撞电离机理. 关键词： 重粒子碰撞电离 初态程函近似 总截面 一阶和二阶微分散射截面     

质子碰撞电离过程中程函近似效应的理论研究

分别利用连续扭曲波方法和初态程函近似-连续扭曲波方法对质子碰撞电离氖原子1s,2s,2p壳层后随电离电子能量变化的单重微分散射截面(SDCS)和二重微分散射截面(DDCS)及总截面进行了计算,所得结果与部分实验数据符合得很好.详细探讨了各壳层SDCS和DDCS的细致结构以及质子碰撞的电离机制.结果表明,对于氖原子2p壳层,随着入射质子能量的增加,SDCS的区域变长,幅度减小,在低能区以软电离为主;而DDCS出现的峰均迅速减小.此外,分析了初态程函近似对SDCS和DDCS的影响,发现该效应对截面的影响在低能入射时非常明显,随着入射能量的增大,这种影响逐渐减弱.     

Single electron capture in collisions of N^q＋ （q = 5, 6, 7） ions with helium

Close-coupling calculations are carried out for cross sections of the single electron capture in collisions of N^q+ (q = 5, 6, 7) ions with helium atoms in the collision velocity range from 0.3 a.u. to 1.8 a.u. The relative importances of the single ionization (SI) to the single capture (SC) are investigated for the N^q+ (q = 5, 6, 7) projectiles, respectively. The SI/SC cross section ratio for the N⁷⁺ projectile obtained from our calculations is in excellent agreement with the experimental data. The ratio curves also show us distinct behaviours when the charge of the projectile is different. The partial electron capture cross sections for different projectiles indicate that the electron on the target He atom tends to be captured by the projectile into its lower orbital of the outer shell with the decreasing projectile charge.     

Cross sections of Oq+（q=1-4） electron loss in collisions with He,Ne and Ar

Electron-loss cross sections of O q+(q = 1 4) colliding with He,Ne and Ar atoms are measured in the intermediate velocity regime.The ratios of the cross sections of two-electron loss to that of one-electron loss R 21 are presented.It is shown that single-channel analysis is not sufficient to explain the results,but that projectile electron loss,electron capture by the projectile and target ionization must be considered together to interpret the experimental data.The screening and antiscreening effects can account for the threshold velocity results,but cannot explain the dependence of the ratio R 21 on velocity quantitatively.In general,the effective charge of the target atom increases with velocity increasing because the high-speed projectile ion can penetrate into the inner electronic shell of target atom.Ne and Ar atoms have similar effective charges in this velocity regime,but He atoms have smaller ones at the same velocities due to its smaller nuclear charge.     

Influence of the Coulomb interaction in the final state on the cross section of single-electron capture by fast ions

It is shown that the Coulomb interaction of ions in the final state must be taken into account in the estimation of the cross section of electron capture by fast ions. The cross section of electron capture decreases considerably, and the dependence of the cross section on the collision energy becomes close to the experimental one if the interaction of charged particles after collision is taken into account.     

Si2+离子与氢原子碰撞电离过程的CTMC计算

应用经典径迹蒙特卡罗方法研究Si²⁺离子与氢原子碰撞电离反应过程.计算了随 入射离子能量变化的总截面、出射电子随角度和能量变化的一阶、二阶微分截面,及出射电子随 入射离子能量变化的平均能量.根据计算结果,讨论展示了软碰撞、电子转移到入射离子连 续态、两体相遇碰撞等电离机理,阐明了它们对碰撞总截面、微分截面、电离电子能量的影 响.通过计算出射电子到入射离子和靶的距离比的电离电子数分布研究了不同入射离子能量 “鞍点”电离机理的可能性. 关键词： 重粒子碰撞过程 经典径迹蒙特卡罗方法 电离机理     

Multiple ionization of argon accompanied by electron loss and capture of 0.22-6.35 MeV C^q＋ ions

In this paper a projectile ions recoil ions coincidence technique is employed to investigate the target ionization and projectile charge state changing processes in the collision of 0.22-6.35 MeV Cq^＋ （q = 1 - 4） ions with argon atoms. The partial cross section ratios of the double, triple, quadruplicate ionization to the single ionization （or the single capture） of argon associated with single electron loss （or single electron capture） by the projectile are measured and compared with the previous experimental results. In the present experiment, it is observed that the ratios of ionization cross sections R associated with single loss and single capture depend strongly on the projectile charge state and vary significantly with different reaction channels as impact energy increases. In addition, this paper gets empirical scaling laws for the ionization cross section ratios R corresponding to the projectile single loss and finds that the ratios of the double ionization to the single ionization associated with single electron capture remain constant in the present energy range.     

氦原子与氯离子碰撞过程中电子损失的研究

反冲离子飞行时间-散射离子位置灵敏符合技术及多参数获取系统测量了2 MeV～8 MeV的氯离子撞击氦原子,伴随氯离子电子损失过程氦的双、单重电离相对截面比;及氦原子被电离伴随的氯离子的双、单电子损失相对截面比.对测量结果进行了分析讨论.