低能He2+-He反应中单电子俘获微分散射过程的实验研究

利用冷靶反冲离子动量谱仪装置系统研究了20—40 keV He²⁺-He碰撞体系的态选择单电子俘获过程,实验获得了单电子俘获过程的态选择截面以及角微分截面.在所研究的能区范围,电子俘获到L壳层的截面最大,为主要的反应道,这与分子库仑过垒模型的反应窗理论的预测一致.实验测量的态选择截面与原子轨道紧耦合的计算结果很好地符合,与光谱方法的测量结果存在一定的差别,主要原因是光谱方法不能测量完整的反应通道信息.实验结果表明,总角微分截面在小角度范围主要来源于电子俘获到基态的贡献,在大角度范围主要来自电子俘获到激发态的贡献;电子俘获到基态的和激发态的角微分截面均出现振荡结构,这种振荡来源于电子俘获反应中分子轨道之间的相干效应.实验测量的角微分截面与其他实验和紧耦合方法的计算结果进行了比较和分析. 关键词： 冷靶反冲离子动量谱仪 态选择电子俘获 态选择截面 角微分截面     

用反应窗理论研究离子与原子碰撞的态选择微分截面

基于描述低能离子与原子碰撞的分子库仑过垒模型,详细阐述了与入射离子速度相关的反应窗理论,并对影响势垒变化的平均径向速度做了修正.根据该理论,计算了C5 -He和He2 -He碰撞体系单电子俘获过程的态选择微分截面,并分别与Kamber等人和Mergel等人的实验结果进行了比较.     

低能He2+-He反应中单电子俘获微分散射过程的实验研究

利用冷靶反冲离子动量谱仪装置系统研究了20-40 keV He2+-He碰撞体系的态选择单电子俘获过程,实验获得了单电子俘获过程的态选择截面以及角微分截面.在所研究的能区范围,电子俘获到L壳层的截面最大,为主要的反应道,这与分子库仑过垒模型的反应窗理论的预测一致.实验测量的态选择截面与原子轨道紧耦合的计算结果很好地符合,与光谱方法的测量结果存在一定的差别,主要原因是光谱方法不能测量完整的反应通道信息.实验结果表明,总角微分截面在小角度范围主要来源于电子俘获到基态的贡献,在大角度范围主要来自电子俘获到激发态的贡献;电子俘获到基态的和激发态的角微分截面均出现振荡结构,这种振荡来源于电子俘获反应中分子轨道之间的相干效应.实验测量的角微分截面与其他实验和紧耦合方法的计算结果进行了比较和分析.     

低能N6+离子与Ne原子碰撞的单电子俘获研究

采用冷靶反冲离子动量谱仪技术,实验测量了能量为6和8.6 keV/u N6+-Ne碰撞的单电子俘获过程,得到了主量子数n分辨的态选择截面和炮弹离子的散射角分布。实验结果表明,单电子主要被俘获到n=3和n=4的态。这与分子库仑过垒模型计算的反应窗所预测的结果符合。同时,实验获得了单电子俘获到n=3和n=4量子态的角微分截面,此结果与经典模型的计算结果存在较大差别,主要原因是碰撞反应过程的多通道耦合效应。     

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     

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.     

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     

Aq++H碰撞中的电荷转移

利用CTMC方法计算C^q+,N^q+,O^q+与H原子的碰撞过程的截面.入射粒子的能量范围为10~250keV/amu,离子为部分电离和完全电离的离子.给出了十二个耦合的Hamilton运动方程.用六个伪随机数确定粒子的轨道. A^q+离子和作用电子的势为模型势,其他两个势为纯库仑势。在计算中,需要2000个以上的轨道.引入约化变量σ_tr=σ_tr/q,E=E/q^1/2,得到了q标度的俘获截面,这些截面数据都集中在一条曲线附近.计算结果与其他理论计算结果作了比较,它们符合得很好.     

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     

基于联合分离原子模型的电离理论

采用微扰静态(PSS)模型近似处理极化和结合能效应，并引入了相对论效应、能量损失效应和库仑偏转效应修正的ECPSSR理论是描述直接库仑电离过程最成功的理论，但对于低能离子入射时， 其结果明显低于实验值. 采用联合分离原子(USA)模型替代ECPSSR中的PSS模型，考虑分子轨道效应得到了基于USA模型的电离理论——MECUSAR理论. 对部分碰撞系统进行了计算，得到的碰撞截面与实验结果基本符合. 结合OBKN(Oppenheimer-Brinkman-Kramers formulas of Nikolae 关键词： X射线产生截面 离子-原子碰撞 电子俘获     

低能Ar3+ + Ar碰撞反应过程实验研究

测量了入射离子能量为27 keV、45 keV和66 keV时Ar3 Ar碰撞反应各子过程的分截面,通过将其归一化到Bliman,Dousson等人所测量的截面值,获得了绝对截面.结果表明,该能区电子俘获过程仍占主导地位,但转移电离过程已不能忽略.结果还表明,各子过程反应截面基本不随能量变化.与考虑自电离的MCBM(Molecular Coulombic overBarrier Model)模型比较发现,模型所给截面普遍高于实验测量值,这在一定程度上是由于归一化时带来的系统误差.在误差允许的范围内,单电子和双电子俘获截面符合的比较好,但三电子俘获截面却相差一个数量级.对于实验观测到的转移电离过程,模型却预言并没有此过程发生.     

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.     

中低能速度能区离子与H,He原子碰撞中的经典电子俘获截面

Bohr-Lindhard模型被用来描述中低能速度能区离子—原子碰撞中的经典电子俘获过程。根据离子与原子的作用时间与碰撞参数的关系,建立俘获几率对碰撞参数的依赖性,碰撞参数范围被限定在俘获半径之内。在该模型的框架内,人们试图通过电子的空间分布函数来研究所有碰撞参数的贡献,但存在较为复杂的数值计算。基于Bohr-Lindhard模型,本工作提出通过简单的指数衰减函数来描述电子俘获几率对碰撞参数的依赖性,计算了Aq+(q = 2~6)-H碰撞中的单电子俘获截面和Aq+(q = 3~6)-He碰撞中的双电子俘获截面,计算结果与已有实验数据符合很好,很好地描述了低能和中能区的电子俘获截面随能量和电荷态的变化,该工作还可计算其他不同电荷态离子与He和H靶的电子俘获截面。     

Double charge transfer cross sections in collision of protons with helium atom

Theoretical total cross sections for the double charge transfer in proton-helium collisions are analysed using the four-body boundary corrected continuum intermediate state approximation in the energy range of 30 to 500 keV. We have also obtained differential double capture cross sections as a functions of projectile scattering angle. The intermediate continuum state of each of the active electron has been taken into account in this formalism. Our calculated results are compared with the previous experimental and theoretical values. The agreement is very encouraging.     

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     

Charge transfer and charge transfer with excitation of a target ion in slow collisions of α particles with helium atoms. II

The cross sections of single- and double-electron capture in ³He²⁺-He collisions in the energy interval of incident α particles of 3–120 keV were obtained. The cross sections were calculated for the Coulomb trajectory of motion of nuclei in the context of the close-coupling equation method using the basis set of two-electron adiabatic molecular states. Introduction of additional requirements that must be satisfied by the numerical solutions of the system of coupled differential equations made it possible to obtain a good correspondence between the calculated values of total cross sections of single- and double-electron capture and the experimental data in the whole range of the considered collision energies.