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Non-Local Thermodynamic Equilibrium Effect On Opacity

吴泽清  
【摘要】: 本论文首先定义了非平衡系数以定量确定整个系统或电子系统分布偏离平 衡的程度。这些系数能准确地描述等离子体偏离平衡的程度。利用这些系数, 还可以计算不同元素的平衡判据。计算出的几个平衡判据,给出很有意思的结 果。 双电子复合及其逆过程共振光电离和激发自电离,在己往的平均原子模型 中很难考虑进去。本论文中提出一种在平均原子模型中计算共振光电离和激发 自电离的方法。计算表明,这种方法是合理的。用这种方法,可以将共振光电 离和激发自电离包含在平均原子模型中。考虑这两种过程后,电离度将增加。 散射引起的不透明度是不透明度的重要组成部分。本文研究了在非平衡条 件下,当电子温度很高时,考虑电子运动,且Thomson散射截面不适用的情况 下,对散射不透明度的影响,得出了一个在光学薄近似下的有效散射截面公式。 利用前面发展的平均原子模型,我们计算了几种轻重元素的平均电离度, 并与其他模型的结果进行比较。考虑到目前各种非平衡模型的计算结果并不是 符合得太好,尤其是对重元素,我们的结果还是相当合理的,即使是重元素, 也与Bar-Shalom等人的结果符合较好。但是,离子类型的分布却与细致组态模 型的结果有较大差异,即使平均电高度符合得好。这表明,电子关联效应必须 加以考虑。 在前面计算的基础上,非平衡(NLTE)等离子体的不透明度谱和Rossland平 均不透明度可以计算出来。结果表明,非平衡系数越大,其非平衡不透明度谱 与平衡不透明度谱相差越远。但是,无论偏离平衡远近,其非平衡谱与电离温 度下的平衡谱都符合的很好。这表明,利用电离温度的概念,用LTE的方法来 计算不透明度是可以的。我们计算的平均不透明度,与Bar-Shalom等人的结果 符合得较好。


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