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双电子复合过程的相对论理论研究

符彦飙  
【摘要】: 电子-离子的碰撞是原子物理学中的基本过程,双电子复合过程作为重要的电子-离子非弹性碰撞现象之一,广泛存在于天体等离子体和实验室等离子体环境中。高精度的双电子复合过程的强度、截面以及速率系数是模拟和诊断各种天体等离子体、实验室等离子体以及研制X射线激光非常重要的参数。本文利用准相对论Hartree-Fock方法、多组态Dirac-Fock方法以及相对论组态相互作用方法分别对类钠铜离子,类氦镁、铝离子以及锡、钨离子的双电子复合过程进行了研究,主要内容包括: 第一,利用准相对论Hartree-Fock方法,详细研究了组态相互作用对类钠铜离子的DR截面和RTE截面的影响以及分析了其双电子复合过程的主要通道。对基于COWAN和FAC两种程序计算所得到的双电子复合共振强度谱做了比较。计算得到了Cu18+离子与H2碰撞过程中的RTE截面,并与已有的实验结果做了比较。 第二,利用多组态Dirac-Fock方法计算了类氦镁、铝离子的双电子复合截面,分析了高n双电子伴线结构及其对类氦镁、铝离子Kα共振线的影响。对基于GRASP92和FAC两种程序计算所得到的双电子伴线波长做了比较。 第三,利用基于以独立离子基态波函数为基矢的相对论组态混合的FAC程序包,以Sn12+离子为例,分析了各种因素对双电子复合速率系数的影响。基于分析结果,计算了Sn12+离子n = 4—15的双电子复合速率系数。计算了Sn元素4d电子激发的8个离化态的总双电子复合速率系数。对Sn离子的双电子复合速率系数、三体复合以及辐射复合速率系数进行了比较。第四,基于对Sn12+双电子复合过程的分析结果,利用FAC程序包计算分析了W37+、W36+离子的双电子复合过程。细致分析讨论了其双电子复合过程的主要通道。计算得到了n = 5—15的双电子复合速率系数。 本论文分别计算研究了在天体和EUV光源以及ITER等离子体环境中具有重要应用的Cu、Mg、Al、Sn以及W元素的双电子复合过程。其中,较为复杂的3l184s24p64dn结构的Sn和W元素的双电子复合过程,国际上尚未有过细致研究。希望本文的研究结果有助于相应应用研究的发展,同时在复杂离子、复杂结构的双电子复合过程的研究方面有所贡献。


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