金等离子体中类Ni和类Ga离子跃迁子阵强度比研究

用Cowan 的原子结构从头算程序和SOSA模型计算各阶电离的金离子的能级结构和跃迁过程,在简化的碰撞辐射模型下求解能级布居数方程,计算了给定密度、不同电子温度下的金等离子体的理论合成谱.研究了类Ni和类Ga离子之间的共振线的强度比随电子温度的变化规律,利用这一变化规律可以为等离子体诊断提供辅助的方法.     

金激光等离子体冕区电离态特性研究

 提出一种测量金激光等离子体电荷态分布与平均电离度的X射线光谱学诊断方法。该方法基于稳态碰撞-辐射近似，考虑电子离子直接碰撞激发与双电子复合两种激发态布居方式，建立了金M带5f-3d跃迁组辐射总强度与离子态分布的耦合方程。根据实验测量的金平面靶激光等离子体冕区辐射的5f-3d跃迁线系的强度分布，诊断得到了金激光等离子体的电荷态分布与平均电离度。此外，还分析了电子温度、电子密度以及双电子复合过程对电荷态分布及平均电离度诊断的影响，并将实验诊断结果与辐射流体力学理论模拟结果及离化平衡动力学计算结果进行了对比分析。结果表明：实验诊断结果与基于CRE近似的离化平衡动力学计算结果近似；当电子温度高于1.5 keV时，双电子复合过程对电离度的诊断结果影响较小。     

金等离子体M带谱3d→4f和3d→5f电子离子碰撞激发强度

电子离子碰撞激发强度在超组态碰撞辐射模型中真实模拟非局域热动平衡金激光等离子体M带谱跃迁中离子的平均电离度、电荷态分布和能级布居数等离子的电离态特性是必不可少的.基于全相对论扭曲波电子碰撞激发计算程序REIE06,系统计算了高离化态金离子(Au51+、Au50+、Au49+)精细结构能级3d→4f和3d→5f的碰撞强度,计算中详细考虑了电子关联效应和Breit相互作用对碰撞强度的影响.计算结果与可获得的其它理论及实验结果进行了比较,取得了好的一致性.     

Au等离子体M带5f-3d跃迁的电子离子碰撞激发速率系数

电子离子碰撞激发速率系数在超组态碰撞辐射模型中真实模拟非局域热动力学平衡Au激光等离子体M带谱 5f 3d跃迁中各种复杂电荷态离子的电离态特性 (譬如离子的平均电离度 ,相对丰度和能级布居数 )是必不可少的。基于准相对论多组态Hartree Fock方法和扭曲波玻恩交换近似 ,采用自编的扭曲波程序ACDW (9)和Fit(9) ,从头计算了Au等离子体M带 5f 3d电子离子碰撞激发速率系数。结果表明 :在“神光II”实验装置诊断的电子温度约 2keV ,电子密度约 6× 10 2 1cm-3 范围内 ,这些电子离子碰撞激发参数有利于采用超组态碰撞辐射模型模拟Au的激光等离子体M带 5f～ 3d细致谱的平均电离度和电荷态分布。     

金等离子体中7离子系统(Au47+～Au53+)的电荷态分布及其解析函数关系

根据扩展的相对论多组态Dirac-Fock理论计算得到的Au47 ~Au53 离子的平均离子寿命、能级能量和能级简并度,计算了各离子的电离速率常数、复合速率常数和配分函数,并由此得到了离子间的电离-复合平衡常数.基于这些数据,利用电离复合动力学方法研究了金等离子体内7离子系统在一定电子温度和电子密度下的电荷态分布和平均离化度.并给出了Au47 ~Au53 的离子丰度与电子温度和电子密度的函数关系.     

Au激光等离子体X射线发射光谱的理论研究

采用细致组态(detailed configuration accounting,DCA)方法和碰撞辐射模型(collisional radiative equilibriummodel),Cowan的相对论的原子结构理论程序,选取与初、末离子组态有关的平均组态,取Hartree-Fock-Slater自洽势,考虑了非局域热动力学平衡条件下等离子体的主要原子动力学过程,建立了描述等离子体中碰撞辐射模型的离子布居和能级布居的速率方程,得到了Au元素的离子分布和能级分布,电荷态分布和平均电离度,并模拟出Au激光等离子体的5f-3d跃迁的X射线发射光谱的谱线强度,计算得出的谱线强度与实验数据相比符合得较好.     

含温有界原子模型下电子与离子碰撞激发和电离截面的理论研究

采用扭曲波玻恩交换近似方法，在自由原子模型下计算了电子与离子碰撞激发、电离截面，计算值与实验一致；在含温有界平均原子模型下，系统研究了不同温度、密度等离子体中离子的电子碰撞直接电离截面，发现由于温度、密度效应导致离子的能级漂移，引起等离子体中离子的碰撞电离截面比自由原子情形发生较大变化. 关键词： 平均原子模型 扭曲波波恩交换近似 电离截面     

Auq+(q=53-47)激光等离子体的辐射复合速率系数

辐射复合过程在超组态碰撞辐射(SCROLL)模型中真实模拟非局域热动力学平衡(non-LTE)高Z材料Au激光等离子体M带谱5f-3d跃迁中各种复杂离子的电离态特性是一个主要过程.基于准相对论多组态Hartree-Fock理论和扭曲波近似,采用组态平均的方法,从头计算了金M带类铁金离子-类锗金离子的辐射复合速率系数,计算过程中包含了大量的单激发和双激发态,结果表明高Z元素由于自电离能级的广泛分布和复杂的级联效应,致使高Z元素的辐射复合系数不同于低Z元素的,其计算结果可用来模拟Au的激光等离子体M带5f-3d跃迁的平均电离度和电荷态分布及能级布居数.     

激光金等离子体的电子离子碰撞电离速率系数

电子离子碰撞电离过程在超组态碰撞辐射(SCROLL)模型中真实模拟非局域热动力学平衡(non-LTE)高Z材料Au激光等离子体M带谱5f-3d跃迁中各种复杂离子的电离态特性,诸如离子的平均电离度和电荷态分布是一个主要过程.基于准相对论扭曲波玻恩交换近似,采用组态平均的方法,从头计算了金M带类铁金离子-类锗金离子的电子离子碰撞电离速率系数,其中电离截面的高能行为由Bethe系数决定.结果表明:在"神光Ⅱ"实验装置诊断的电子温度～2keV,电子密度～6×1021cm-3范围内,这些参数有利于使用超组态碰撞辐射模型拟Au的激光等离子体M带细致谱5f-3d跃迁的平均电离度和电荷态分布.     

一个快速模拟热稠密非平衡等离子体的碰撞辐射模型

在实验室和天体等离子体研究中,原子/离子的激发、退激发以及电离、复合过程对等离子体的电离和能量平衡有着重要的影响.在激光等离子体作用的辐射流体模拟中,需要在线计算等离子体的平均离化度和吸收/发射系数.在现有的计算能力下,通常采用比较简单的平均原子(average atom, AA)模型进行在线计算.随着实验技术和计算能力的发展,急需发展能够在线计算的细致非平衡原子模型.本文报道了最新发展的多离化度平均离子碰撞辐射模型(multi-average ion collisional-radiative model, MAICRM).该模型用一个平均离子模拟等离子体中某一离化度所有离子的平均轨道占据数和布居,即每个平均离子的轨道占据数为该离化度所有离子的轨道占据数的平均;平均离子的布居等于该离化度离子的布居和.平均离子的轨道占据数和布居通过迭代求解速率方法得到.用该模型计算了Fe, Xe和Au非平衡等离子体的离化度分布,计算结果与细致组态和超组态模型以及实验测量符合,而计算量相对于细致组态/超组态大大降低.预期该方法能与辐射流体程序耦合,实现细致非平衡原子模型的在线计算.     

Consecutive reversible ionization-recombination reactions and ionic charge state distribution of Au plasma

The ionic charge state distribution is an important diagnostics parameter for laser in-ertia confinement fusion (LICF). It is usually obtained by solving Saha equation or using some other models, such as local thermodynamic equilibrium (LTE), corona equilibrium (CE), collision-radiation (CR) and average atom (AA); however, these methods are rather limited for high-Z element plasma. The theory of entropy fluctuation is also a pos-sible method[1]. Lawrence Livermore National Laboratory (…     

Au激光等离子体的双电子复合速率系数

基于准相对论多组态HartreeFock理论和扭曲波近似,采用组态平均的方法,从头计算了类铁金离子类镓金离子的双电子复合速率系数,计算中包含了大量稠密的自电离能级,由于宽广的自电离能级分布和极其复杂的级联效应,造成高Z材料Au的双电子复合速率系数不同于低Z元素的特征,与现有文献的类镍金离子比较,结果表明,在“神光Ⅱ”实验装置诊断的电子温度约为2keV,电子密度约为6×1021cm-3,Au激光等离子体不同理论之间的双电子复合速率系数误差不到10%.这对于使用超组态碰撞辐射模型模拟Au的激光等离子体M带细致 关键词： 双电子复合 类铁金离子类镓金离子 复合速率系数     

X-ray spectra of high temperature tungsten plasma calculated with collisional radiative model

Tungsten is regarded as an important candidate of plasma facing material in international thermonuclear experimental reactor （ITER）, so the determination and modeling of spectra of tungsten plasma, especially the spectra at high temperature were intensely focused on recently. In this work, using the atomic structure code of Cowan, a collisional radiative model （CRM） based on the spin-orbit-split-arrays is developed. Based on this model, the charge state distribution of tungsten ions is determined and the soft X-ray spectra from high charged ions of tungsten at different temperatures are calculated. The results show that both the average ionization charge and line positions are well agreed with others calculations and measurements with discrepancies of less than 0.63% and 1.26%, respectively. The spectra at higher temperatures are also reported and the relationship between ion abundance and temperature is predicted in this work.     

类氢氖基态电离势随等离子体温度密度的变化

采用自洽场离子球模型,研究类氢氖基态1s的电离势随等离子体电子温度及电子密度的变化规律,计算得到基态电离势的百分偏移量随等离子体电子密度的变化关系,拟合结果表明两者的对数值满足很好的线性关系.该结果对计算等离子体电离态分布及光谱模拟具有一定意义.     

Coulomb potentials between spherical heavy ions

The Coulomb interaction between spherical nuclei having arbitrary radial nuclear charge distributions is calculated. All these realistic Coulomb potentials are given in terms of analytical expressions and are available for immediate application. So in no case a numerical computation of the Coulomb integral is required. The parameters of the charge distributions are taken from electron scattering analysis. The Coulomb self-energies of the charge distributions used are also calculated analytically in a closed form. For a number of nucleus-nucleus pairs, the Coulomb potentials derived from realistic charge distributions are compared with those normally used in various nucleus-nucleus optical model calculations. In this connection a detailed discussion of the problem how to choose consistently Coulomb parameters for different approximations is given.