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L壳层铝等离子体X-射线光谱模拟

彭枫  
【摘要】:在惯性(磁)约束聚变(ICF/MCF)、激光等离子体物理、X射线激光、天体物理等涉及等离子体物理的研究中,准确的温度信息是等离子体辐射输运、辐射不透明度、状态方程等研究的前提。在激光等离子体、天体物理等研究中,等离子体的温度、密度变化的范围非常大,涉及到的各种原子过程非常复杂,因此如何获得高温等离子体的温度是摆在等离子体物理实验测量以及理论研究面前的难点。辐射光谱与等离子体的温度紧密相关,由于它对温度的改变非常敏感,因此可以通过理论模型模拟或者是实验测量而得到辐射光谱,以此分析,获得等离子体的温度。 本文所采用的计算程序FAC是一个类似HULLAC且考虑相对论效应和多组态的原子程序,对于连续过程用扭曲波近似,而对共振过程的双电子复合和共振激发处理为独立的过程分别进行共振近似。分别对碰撞激发过程、碰撞电离过程、自电离过程、双电子复合过程和辐射复合过程的几率和截面采用扭曲波的方法进行了计算,从而比较精确地计算出了各原子动力学过程的速率系数,然后再以Al~(11+)、Al~(10+)、Al~(9+)三离子体系的碰撞辐射模型为基础,考虑了以上动力学过程对X-射线谱形成的贡献,得到了中高电子温度中低电子密度L壳层铝等离子体的X-射线光谱,分析了各个不同动力学过程对谱线形成的贡献,建立了等离子体电子温度和谱线强度之间的关系,同时谱线模拟也为进一步诊断等离子电子温度、密度打下良好的基础。


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