惯性约束聚变应用中全套原子参数研制

基于Cowan的准相对论程序包，中扩充和发展了一系列组态平均、单组态和多组态不同层次的程序包，计算惯性约束聚变数值模拟及光谱诊断中需要的各种原子参数。本以类氢、类氦和类锂的氩原子离子为例，计算了主量子数n≤6所有组态平均层次相关的电子碰撞激发和电离，光激发和电离，自电离，辐射复合、双电子复合、三体复合过程截面和速率系数等全套原子参数。截面和速率系数被拟合成可以方便使用的解析公式。     

溴的光电离和辐射复合——平均原子模型速率系数与细致组态速率系数

根据原子自洽场理论(即DCA)，计算了溴原子各种电离度各个壳层的DCA约化光电离截面.与AA模型的平均电子轨道约化光电离截面进行比较，总结出其内在规律.在AA的约化光电离截面的基础上，可以得到电离度分辨的DCA约化光电离截面；进而可以得到细致组态的光电离和辐射复合速率系数.为精密地描述非局域热动平衡(n-LTE)等离子体提供必要的基础. 关键词： 光电离 速率系数 平均原子模型     

平均原子模型中Au元素自电离速率的计算

为了得到用于平均原子模型中的自电离速率,采用准相对论组态平均的方法系统计算了Au的不同电离度、不同自电离态的自电离速率,计算时使用的波函数由Cowan程序得到;通过组态到组态的自电离速率得到了nl层次的单电子自电离速率(初态平均、末态平均);在此基础上计算出了n层次的单电子自电离速率,这些数据可用于平均原子模型中自电离及其逆过程的计算。为了验证计算出的数据是否可靠,用细致能级层次的程序计算了部分数据点。通过比较和分析认为,除了少量高l的数据点计算得不够准确之外,当前的数据较为可靠,并用其它程序的计算结果对不准确的数据进行了替换。     

基于双激发态对稠密等离子体中双电子复合速率系数的研究

讨论了稠密等离子体中双电子复合速率系数的计算方法,推导出了在双激发态间跃迁过程和关于双激发态的碰撞电离和自电离过程的影响下双电子复合速率系数作为关于电子密度函数的计算公式,并以类氖镍离子为例进行了计算.计算结果展示了双电子复合速率系数随电子密度增大的具体变化趋势.此外,还给出了在不同原子过程影响下双电子复合速率系数的数据,并进行了分析.     

电子与Ar的高电荷态离子的碰撞电离

利用扭曲波Born交换近似方法, 系统地计算了Ar的类氢到类钠离子的电子碰撞电离截面和速率系数. 同时使用精度高的拟合公式对直接电离截面、激发截面、总激发自电离截面和速率系数进行了拟合, 以满足实际应用的需要.     

Au~(34+)离子双电子复合过程的理论研究

复杂结构离子的双电子复合(DR)速率系数在核聚变、极紫外光刻光源等应用研究的等离子体谱模拟中具有重要的价值.利用基于全相对论组态相互作用理论的FAC程序包,详细计算了Au~(34+)离子的双电子复合速率系数.研究分析了激发、辐射通道,组态相互作用,级联退激对DR速率系数的影响.其中,级联退激对DR速率系数的贡献必须予以考虑.对双电子复合、辐射复合以及三体复合速率系数做了比较,在温度大于1 eV范围,双电子复合都大于辐射复合以及三体复合速率系数,相应的DR过程对于等离子体离化态分布和能级布居以及光谱模拟都极为重要.对基态和第一激发态的DR速率系数进行了参数拟合,拟合值与计算值的偏差小于1.73%.研究结果将为复杂结构离子双电子复合过程的进一步研究提供参考.     

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     

类钠Ni~(17+)离子双电子复合过程理论研究

使用基于相对论多组态方法的FAC程序,研究了类钠Ni17+(3s)离子通过双激发态Ni16+(3pnl,3dnl)(Δn=0激发)的双电子复合过程,得到了态选择的双电子复合截面和速率系数,并与文献中的实验和理论数据进行了对比.结果发现,计算通过3p3/210l和3p1/211l共振态的双电子复合积分截面在实验误差范围内与实验测量很好地符合,并好于全相对论的多体微扰理论计算结果.结合量子亏损理论,发现包含高里德伯态的共振双激发态的辐射跃迁和自电离速率具有较好的标度关系,利用该关系给出了近激发阈值的所有共振态的双电子复合积分截面和速率系数.比较3pnl和3dnl两个系列,发现在低温(大约小于100eV)等离子体情况下前者速率系数比后者大,更高的温度后者大.     

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     

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.     

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.     

类铜Dy37+离子的双电子复合速率研究

在自旋轨道劈裂阵模型(SOSA)下,通过类锌组态,理论计算出类铜Dy37+的双电子复合速率系数,得出其在电子温度0.02 keV～5.0 keV范围内的变化规律,分析了不同离化度离子的能级特征,并分析了影响双电子复合速率系数的主要因素是相应的中间自电离态旁观电子主量子数、旁观电子角动量和电离能,这为实现等离子体的诊断提供了重要的参数.     

电子离子碰撞过程中的共振激发双自电离

利用相对论修正扭曲波玻恩近似, 计算了类钠离子Ti11+ 和Cr13+ 的电子碰撞直接电离, 激发自电离和共振激发双自电离截面. 理论数据与实验结果在整个能区内很好符合. 共振激发双自电离截面对总截面的贡献约为20%-30%, 对速率系数的影响较大, 不可忽略.     

类氦氪离子双电子复合的相对论计算

本文采用相对论性的Flexible Atomic Code (FAC)程序计算类氦氪离子的双电子复合截面及速率系数。其中自电离速率的计算采用相对论扭曲波近似，并考虑了组态相互作用的影响。文中还将所得的自电离和总辐射速率与采用MCDF和HULLAC计算得到的结果作了比较。我们检验了n-3标度律的有效性并用它对速率系数做了外推。文中还讨论了辐射分支比随不同共振峰和原子序数的变化以及级联辐射的影响。     

类Ni离子n=4激发能级通过类Cu离子内壳层电子碰撞电离布居的反应速率系数

在库仑-玻恩交换近似下,使用由我们改善了的Sampson近似,调用Grant等的多组态狄拉克-福克(MCDF)程序包,计算了元素Ho(Z=67)的类Cu离子内壳层电子碰撞电离产生的类Ni离子激发能级布居的反应速率系数。本文结果,将比用原来Sampson等的方法计算所得结果降低25％左右。     

碰撞辐射稳态等离子体电荷态分布的一种扩展模型

通过等离子体中离子激发-退激发平衡关系,构造一种离子激发组态之间满足的非Boltzmann分布,利用这个分布作为权函数对原子过程速率系数进行平均,构造出一个扩展的碰撞辐射稳态模型.利用该模型计算从低Z到高Z元素等离子体平均离子电荷随电子温度的变化.进而研究非Boltzmann分布对平均电离度和激发组态相对密度的影响.结果表明,它对相对激发组态密度的影响非常显著. 关键词： 扩展的碰撞辐射稳态 概率分布 能级动理学     

类钠离子的电子碰撞电离截面

利用相对论修正扭曲波玻恩交换近似,计算了8个类钠离子的电子碰撞直接电离和激发自电离截面.基于这些结果,给出了计算类钠等电子系离子(18≤Z≤39)直接电离和激发自电离截面的高精度拟合公式.计算结果与现有的实验值和其他理论值比较,相当一致 关键词： 电离截面 组态相互作用 扭曲波玻恩交换近似 拟合公式     

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.     

高剥离氩离子电子碰撞电离参数评估

基于可以得到的理论和实验数据,对利用准相对论组态平均近似系列程序包计算的类氢、类氦、类锂氩离子的碰撞电离原子参数进行了评估.发现对基态类氢、类氦和类锂氩离子的碰撞电离,在不考虑共振过程的情况下,我们的加交换的准相对论扭曲波方法的计算结果是可靠的.但对于激发态的碰撞电离过程,还有待于可靠的数据比较.此外对不同离化度的离子有很好的类氢近似标度规律.