用电子—原子碰撞研究

本文回顾了原子碰撞方面的研究工作,评述了近年来这一领域中的若干进展。目前原子碰撞的研究成果已被广泛应用到化学动力学、气体激光器、激光同位素分离、重离子加速器等方面。本文讨论了慢电子被原子散射的物理模型。考虑到在入射电子作用下靶原子的极化效应,入射电子与靶原子的电子间的交换作用和入射电子波的畸变,得到了入射电子与靶原子相互作用的解析势能函数,并讨论了氦、氩、锂、钠等原子对慢电子散射的最近研究成果。     

慢电子与汞原子弹性碰撞中的相对论效应

本文从中心力场下的狄拉克方程出发,推导了考虑相对论效应后慢电子与原子弹性碰撞的截面计算公式,通过将相对论效应以引入相对论修正势的形式计入到入射电子与靶原子相互作用势中,把等效势模型(Gou et al.1981)推广运用到了慢电子与重原子Hg的弹性碰撞截面计算,并着重研究了相对论效应在此碰撞过程中的作用。 采用非相对论Slater波函数描述靶原子,除了考虑库仑相互作用和相对论效应,同时还要考虑交换作用和极化作用,本文计算了入射电子能量在10~(-7)～10eV内的散射总截面,能量为1.4eV、2.4eV的微分散射截面,计算结果与实验基本符合。本文得到的E=10~(-5)eV处有一总截面极小值σ_(min)=108.61a_s~2,对了解能量低于0.1eV后的散射总截面情况是有益的。 相对论效应对靶原子势场、各散射分波相移、畸变波函数以及总散射截面的影响,本文作了详细讨论,计算结果和讨论表明,即使是慢电子与汞原子弹性碰撞,其相对论效应也是非常重要,应该加以考虑。     

慢电子与He和Ne原子弹性碰撞的极化作用及散射截面计算

本文对慢电子与原子碰撞的一种常用的极化势模型进行了修正，使其在近区描述的入射电子使靶原子的极化作用更符合实际。用此修正后的极化势，在０．２－３０ｅＶ能量范围内，本文还计算了电子被Ｈｅ和Ｎｅ原子弹性散射的总截面和微分散射截面。结果有很大改进，与实验符合得较好，说明本文的极化势修正是合理的。     

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     

慢电子与K、Rb原子弹性碰撞截面的计算

本文采用文献[1]提出的慢电子散射物理模型,同时考虑到入射电子与靶原子间的极化作用和交换作用,用原子的解析波函数,推导出了入射电子与K、Rb原子相互作用的解析势函数.利用此势函数,本文用分波法计算了慢电子(k<0.9a.u.)被K、Rb原子弹性散射的微分散射截面、总截面和动量转移截面.计算结果与实验结果符合得比较好.本文计算的e~--K和e~--Rb弹性散射总截面在较低能量处均出现了Ramsauer极小值,对此我们作了一定的分析.     

慢电子与氦原子弹性碰撞截面的计算

本文计算了氦原子的有效核电荷和慢电子在氦原子场中的畸变波函数,并用单电子波函数和含有关联作用的双电子波函数,分别计算了氦原于对慢电子弹性散射的 S、P、d、f分波相移、分波截面、微分散射截面、散射总截面和动量转移截面。计算中考虑到了入射电子与靶原子间的极化作用和交换作用。计算结果表明,在慢电子散射问题中,极化与交换作用很重要,必须予以考虑。除此以外,靶原子中电子波函数的准确程度对计算结果的影响也很大,也必须注意。利用比较准确的含有关联作用的双电子波函数计算的结果较之用简单的单电子波函数计算的结果有明显的改进,前者与实验结果符合得很好。     

电子与原子、离子碰撞过程的相对论效应

在玻恩近似下,建立了高能电子与原子、离于非弹性碰撞过程的相对论性理论计算方法,并以类Li等电子系列为例,阐明了电子与原子、离子非弹性碰撞过程的相对论效应.它包括:1.靶原子的相对论效应,它随原子序数的增加而增大.低z靶(如Li)的相对论效应可以忽略;对Au~(+76)靶的2_3—3p跃迁,广义振子强度相对论性计算值比相应的非相对论性值小27.1%.2.入射电子的相对论效应,它随入射电子能量的增加而增大.对高能入射电子,在特殊角度,要考虑广义振子强度横场项对微分截面的影响.在极端相对论情况下,如入射电子动能 关键词：     

真空电子偶素原子的产生

用慢正电子束入射固体靶表面,通过测量湮没光子能谱随靶温度和入射慢正电子能量的变化,用“峰法”确定慢正电子产生电子偶素原子的转换率。转换率依赖于靶材料、靶温度和入射慢正电子能量。对材料锗转换率可达80％。 关键词：     

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.     

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.     

慢电子与Cd和TI原子弹性碰撞总截面的计算

本文作者曾采用慢电子散射的等效势模型,用Slater函数作为靶原子中电子的波函数,计算了慢电子与比较复杂的Hg原子的弹性碰撞总截面(能量为10~(-8)～10ev)、微分散射截面(能量分别为1.4和2.4ev,角度为30～160°)和动量转移截面(能量为1～10ev),计算结果与实验符合得比较好。现在采用同样的方法,进一步对其在周期表位置上的两相邻原子Cd和Tl进行计算,以期望对慢电子与Cd、Hg和Tl原子弹性碰撞的规律性有所认识.由计算结果知,慢电子与Cd、Hg和Tl原子弹性碰撞的总截面除了在能量为0.5ev左右都有一极大值外,在能量很小处E约为10~(-6)ev左右都还有一极小值。对本文计算结果我们作了一定的分析和讨论。     

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.     

质子与Be原子的碰撞电离过程研究

本文采用初态程函近似一连续扭曲波方法研究了质子和Be原子的碰撞电离过程：计算了入射离子能量从50keV／u到10000keV／u时一阶和二阶微分散射截面随电离电子能量和角度的变化规律，并对各种碰撞电离机理进行了详细讨论；计算所得总截面随入射离子能量的变化规律也与已有数据一致；另外采用FAC代码研究了Be原子的内壳层电子（1s）被电离后的俄歇过程．     

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     

高电荷态离子入射Al表面库仑势对靶原子特征谱线强度的影响

用同一动能(150keV)而不同电荷态的⁴⁰Ar^q+(8≤q≤16)离子入射金属Al表面,靶原子受激辐射产生特征光谱线. 实验结果表明：高电荷态离子与金属表面相互作用过程中,经过与靶原子碰撞(Penning碰撞)交换动能和共振电子俘获(resonant capture)释放库仑势能,将携带的能量沉积于靶表面,使靶原子激发. 这种激发不同于光激发,它不仅激发了原子复杂电子组态之间的跃迁,而且跃迁辐射的特征谱线强度增强的趋势与入射粒子的库 关键词： 高电荷态离子 库仑势 特征光谱 光谱强度     

高电荷态离子入射Al表面库仑势对靶原子特征谱线强度的影响

用同一动能(150keV)而不同电荷态的⁴⁰Ar^q+(8≤q≤16)离子入射金属Al表面，靶原子受激辐射产生特征光谱线. 实验结果表明：高电荷态离子与金属表面相互作用过程中，经过与靶原子碰撞(Penning碰撞)交换动能和共振电子俘获(resonant capture)释放库仑势能，将携带的能量沉积于靶表面，使靶原子激发. 这种激发不同于光激发，它不仅激发了原子复杂电子组态之间的跃迁，而且跃迁辐射的特征谱线强度增强的趋势与入射粒子的库     

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.     

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.计算结果展示了软碰撞、电子转移到入射离子连续态、两体相遇碰撞等电离机制.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"电离机制的可能性.     

高电荷态离子Arq+入射在金属表面形成靶原子X射线谱

本文报道低能高电荷Ar12+、Ar13+ 、Ar14+离子与金属Mo表面作用过程中Mo原子受激发射X射线和X射线强度随入射能量变化的实验结果.结果表明,低速高电荷离子与金属表面原子相互作用可有效地激发靶原子或靶离子内壳层电子而发射X射线.