负离子与气体碰撞双电子脱附的实验研究

负离子与原子碰撞的电子脱附过程是普遍存在于等离子体物理、天体物理、电离层物理学中的重要过程．实验和理论的研究有助于加深我们对于离子与原子作用过程以反负离子结构的认识，本文主要介绍负离子的双电子脱附截面测量实验装置，并蛤出对于H^-与He碰撞的双电子脱附截面的测试结果以及与其他实验数据的比较。证明我们的装置是可靠的，一系列的实验正在进行中，     

负离子与气体碰撞单电子脱附的实验研究

本文主要介绍我们在负离子与气体碰撞单电子脱附实验研究中采用的方法和装置.该实验利用增长率测量法,由于实验测量中采用同一个粒子探测器对入射束和产生的中性粒子进行测量,大大降低了实验误差.实验系统由铯溅射负离子源、同位素分离器、反应靶室和粒子探测器组成.负离子的能量范围为5～30 keV,实验结果的不确定度约为±8%.     

类氖氙离子LMn双电子复合模拟谱

在双电子复合过程发生的能量范围内,发射X光子的原子过程除双电子复合过程外还有辐射复合、共振激发、共振复合以及直接激发原子过程. 本文使用相对论组态相互作用方法计算了这些过程的截面,比较了在双电子复合过程发生的能量范围内这些原子过程的截面与双电子复合过程截面,探讨了这些过程对双电子复合过程的影响. 研究结果表明,辐射复合截面随入射电子束能量的增大迅速减小,在双电子复合能量范围内几乎为一常数,可以作为本底来处理;共振激发和共振复合过程对双电子复合过程的影响可以忽略不计;当入射电子束能量高于靶离子的第一激发能时,电子碰撞直接激发截面与高Rydberg态的截面连成一片,随着入射电子束能量的增加,电子碰撞直接激发截面越来越大,这时必须考虑直接激发过程. 使用相对论组态相互作用方法计算了类氖氙离子的双电子复合截面,其结果与已有的部分实验和理论结果很吻合.     

类氖氙离子LMn双电子复合模拟谱

在双电子复合过程发生的能量范围内,发射X光子的原子过程除双电子复合过程外还有辐射复合、共振激发、共振复合以及直接激发原子过程.本文使用相对论组态相互作用方法计算了这些过程的截面,比较了在双电子复合过程发生的能量范围内这些原子过程的截面与双电子复合过程截面,探讨了这些过程对双电子复合过程的影响.研究结果表明,辐射复合截面随入射电子束能量的增大迅速减小,在双电子复合能量范围内几乎为一常数,可以作为本底来处理;共振激发和共振复合过程对双电子复合过程的影响可以忽略不计;当入射电子束能量高于靶离子的第一激发能时,电子碰撞直接激发截面与高Rydberg态的截面连成一片,随着入射电子束能量的增加,电子碰撞直接激发截面越来越大,这时必须考虑直接激发过程.使用相对论组态相互作用方法计算了类氖氙离子的双电子复合截面,其结果与已有的部分实验和理论结果很吻合.     

高电荷态Xe离子与He原子碰撞中的电子转移过程研究

采用位置灵敏探测和飞行时间技术研究了高电荷态Xe离子（q=15，17，19，21，23）与He原子碰撞中双电子转移截面与单电子转移截面比随入射离子电荷态的变化规律.提出一步过程假定，对扩展的经典过垒（ECB）模型进行了修正，利用修正模型计算得到的单、双电子转移绝对截面与Andersson等人和Selberg等人的实验结果很好符合，所得截面比与本实验得到的双电子转移截面与单电子俘获截面比较好符合. 关键词： 离子 原子碰撞 电荷转移 一步过程     

C3+与Ne碰撞过程纯电离绝对截面的测量和研究

介绍了离子-原子碰撞过程中双微分绝对截面的计算方法.利用符合技术测量了中能区C³⁺+Ne碰撞系统的纯电离微分绝对截面. 将实验结果与多体经典蒙特卡罗方法计算结果进行对比后发现，纯电离截面随入射能量变化的趋势基本一致，对理论与实验产生差异的原因作了分析. 对多重电离的电离机制分析表明：高价态的反冲离子主要来自于俄歇贡献；随着入射能量的升高，电子-电子间的库仑作用也逐渐显现. 此实验方法可以用于相同实验装置上的各种反应出射道的绝对截面测量，入射离子种类及入射离子能量范围将得到拓展. 关键词： 离子-原子碰撞 绝对截面 纯电离     

O3+与氦原子碰撞过程的CTMC计算

应用经典径迹蒙特卡罗方法研究了O3+离子与氦原子碰撞的各种反应过程.基于使用多个系统总能量U值,对初始电子的微正则分布进行了优化,使其更接近于量子力学的径向空间分布.作为检验,首先在独立电子模型近似下计算了He2+与氦原子碰撞的各种反应过程,通过与实验的比较,发现对氦原子靶,优化极大地提高了计算精度.计算了O3+与氦原子随入射离子能量变化的各种反应过程截面,特别是单电子丢失、双电子丢失的总截面,以及转移电离截面与单俘获截面的比值,并与实验进行了比较,发现单双电子丢失截面与实验符合得很好,但在大于200 keV/u的能区,转移电离截面与单俘获截面的比值与实验有较大的差距,这表明独立电子模型需要进一步改进.     

Ag－与He原子碰撞的单电子脱附截面的实验研究

 对Ag^-与He原子碰撞的单电子脱附过程进行了实验研究,使用增长率方法在5~10keV能量范围内对脱附截面进行了测量,得到在20keV时的典型值为6.6×10^-6 cm²。实验结果的不确定度约为8%。     

经典过垒模型在Xeq++He碰撞中的应用

采用位置灵敏探测和飞行时间技术研究了高电荷态Xe离子(q=15,17,19,21,23)与He原子碰撞中双电子转移截面与单俘获截面比随入射离子电荷态的变化规律.提出一步过程假定,对扩展的经典过垒(ECB)模型进行了修正,利用修正模型计算得到的单、双电子转移绝对截面与Andersson等人和Selberg等人的实验结果符合得很好,所得截面比与本实验得到的双电子转移截面与单电子俘获截面符合得比较好.     

低于再碰撞阈值下强激光场原子非序列双电离

在最近的实验和理论研究中,我们探讨了氩原子和氖原子在红外强激光场中低于再碰撞阈值的非序列双电离问题。在研究中,我们发现在非序列双电离过程中,氖原子的电子关联表现为在激光偏振面内肩并肩出射,而对于氩原子的电子关联行为表现为在激光偏振面内的背对背出射,我们采用三维半经典模型（考虑电子隧道电离）很好地解释了实验结果。在阈值附近,我们发现电子在激光场中的多次散射以及电子再碰撞激发后电子隧道电离是氩原子反关联行为的主要原因,而电子在激光场作用下的单次碰撞是电子关联行为的主要原因。通过测量双电离过程中产生电子的横向电子动量分布,观察到了库伦聚焦效应,我们认为这是非经典的关联行为。最后,我们给出了氩原子和氖原子在激光场中阈值的解析模型,并给出了原子的关联和反关联激光强度区域.     

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.     

O3+与氦原子碰撞过程的CTMC计算

应用经典径迹蒙特卡罗方法研究了O³⁺离子与氦原子碰撞的各种反应过程.基于使用多个系统总能量U值，对初始电子的微正则分布进行了优化，使其更接近于量子力学的径向空间分布.作为检验，首先在独立电子模型近似下计算了He²⁺与氦原子碰撞的各种反应过程，通过与实验的比较，发现对氦原子靶，优化极大地提高了计算精度.计算了O³⁺与氦原子随入射离子能量变化的各种反应过程截面，特别是单电子丢失、双电子丢失的总截面，以及转移电离截面与单俘获截面的比值，并与实验进行了比较，发现单双电子丢失截面与实验符合得很好，但在大于200 keV/u的能区，转移电离截面与单俘获截面的比值与实验有较大的差距，这表明独立电子模型需要进一步改进.     

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.     

共面双对称条件下电子碰撞Ar原子单电离的一阶扭曲波Born近似

在共面双对称几何条件下,利用一阶扭曲波Born近似计算了中低能电子碰撞Ar原子(3p壳层电子)单电离的三重微分截面,并与最近的实验数据做了比较.结果表明,对于Ar原子,当入射电子能量比电离阈高40 eV以上,随着入射能量的增加,binary和recoil碰撞机理逐渐占据支配地位;在近阈能量范围,上述碰撞机理不再处于支配地位,扭曲效应明显.要完备地描述中低能入射条件下Ar原子的电子碰撞电离过程,理论模型必须同时考虑多种散射机理.     

负离子光致脱附实验紫外激光光路设计及测试

本文为开展紫外区负离子激光光致脱附实验研究,设计了一套紫外激光光路系统,并对光路进行了性能测试.测试结果表明此光路能够满足负离子激光光致脱附实验的基本要求.该光路系统即将用于负离子光致脱附的物理研究工作中.     

快电子与原子分子碰撞实验

 原子分子结构是原子分子物理学的基本问题,光谱实验和碰撞实验是获得原子分子结构实验数据的基本方法.当前原子分子的激发态结构和碰撞动力学仍然是原子分子物理的最重要的前沿研究领域之一,特别是原子分子高激发态、原子超精细结构和原子团簇更是十分活跃.原子分子及离子的碰撞过程不仅与原子结构、分子结构及其状态密切相关,而且普遍存在于天体、星际空间、地球大气、等离子体以及化学反应过程中.因此这些碰撞过程的基本数据和实验技术对于能源项目、军事技术和许多学科的发展有着密切关系.这些学科包括核物理、凝聚态物理、材料科学、等离子体物理、空间物理、天体物理、化学物理、分子生物学等.     

低于再碰撞阈值下强激光场原子非序列双电离(英文)

在最近的实验和理论研究中,我们探讨了氩原子和氖原子在红外强激光场中低于再碰撞阈值的非序列双电离问题。在研究中,我们发现在非序列双电离过程中,氖原子的电子关联表现为在激光偏振面内肩并肩出射,而对于氩原子的电子关联行为表现为在激光偏振面内的背对背出射,我们采用三维半经典模型(考虑电子隧道电离)很好地解释了实验结果。在阈值附近,我们发现电子在激光场中的多次散射以及电子再碰撞激发后电子隧道电离是氩原子反关联行为的主要原因,而电子在激光场作用下的单次碰撞是电子关联行为的主要原因。通过测量双电离过程中产生电子的横向电子动量分布,观察到了库伦聚焦效应,我们认为这是非经典的关联行为。最后,我们给出了氩原子和氖原子在激光场中阈值的解析模型,并给出了原子的关联和反关联激光强度区域。     

反应窗理论的适用性研究

基于低能离子与原子碰撞的分子库仑过垒模型，简要描述了与入射离子速度相关的反应窗理论.根据这一理论，计算了不同碰撞速度时O⁸⁺-H，Ar⁸⁺-H，Ar⁸⁺-He，Ne¹⁰⁺-He及Ar¹⁸⁺-He等碰撞体系单电子俘获过程的微分截面，还计算了碰撞速度为0.53 a.u.时¹⁵N⁷⁺-Ne碰撞体系单电子、双电子及三电子俘获过程的微分截面，并与他人的实验结果作了比较.研究发现，反应窗理论预言的末态电子分布与实验结果符合较好.理论和实验研究表明，随着碰撞速度的增加反应窗变宽；反应窗理论所预言的微分截面，当Q值较小时比实验结果偏大，当Q值较大时比实验结果偏小. 关键词： 反应窗理论 态选择微分截面 分子库仑过垒模型 离子与原子碰撞     

C3+与Ne碰撞过程纯电离绝对截面的测量和研究

介绍了离子-原子碰撞过程中双微分绝对截面的计算方法.利用符合技术测量了中能区C3++Ne碰撞系统的纯电离微分绝对截面.将实验结果与多体经典蒙特卡罗方法计算结果进行对比后发现,纯电离截面随入射能量变化的趋势基本一致,对理论与实验产生差异的原因作了分析.对多重电离的电离机制分析表明:高价态的反冲离子主要来自于俄歇贡献;随着入射能量的升高,电子-电子间的库仑作用也逐渐显现.此实验方法可以用于相同实验装置上的各种反应出射道的绝对截面测量,入射离子种类及入射离子能量范围将得到拓展.     

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