高电荷态离子KLL双电子复合过程及辐射光谱极化性质研究

摘要

双电子复合( DR)过程是各种高温天体、实验室等离子体和热核聚变等离子体中十分重要的电子-离子碰撞动力学过程，强烈影响着等离子体内部的能量运输、电荷态平衡和辐射X射线分布。研究等离子体中各种高电荷离子的DR过程及其辐射X射线谱为精确诊断等离子体的温度、密度及各向异性的电子能量分布提供了重要手段。本文利用多组态 Dirac-Fock(MCDF)理论方法和密度矩阵理论，系统研究了一些高电荷态少电子体系的KLL双电子复合过程以及辐射X射线的角分布和极化特性，揭示了相对论效应、Breit相互作用等的影响；同时，理论计算结果与已有的电子束离子阱（EBIT）的实验测量结果进行了比较。本论文的主要内容包括以下几个方面：
　　第一章介绍了本文的研究背景和意义，描述了电子与高电荷态离子碰撞的物理图像，并重点对双电子复合过程进行了介绍。
　　第二章简述了本文所采用的理论方法，包括MCDF理论方法和密度矩阵理论，以及细致的双电子复合强度、辐射光子角分布和极化度的理论计算。
　　第三章系统研究了Ti21+(1s)和Ti20+(1s2)离子的KLL双电子复合过程。计算给出了所有 KLL共振双激发态精细能级结构，以及辐射、Auger跃迁的几率；并在独立过程和孤立共振近似下得到了所有DR伴线角分布、极化度和微分强度，以及KLL过程总的DR强度，计算结果与O’Rourke等人EBIT实验测量结果进行了比较，很好的一致性被获得。
　　第四章系统研究了Ba55+-Ba51+离子的KLL双电子复合过程。本文计算给出了类H-类B钡离子KLL共振双激发态的能级和辐射、Auger跃迁的几率、共振态宽度，以及 DR伴线的强度和极化度。细致分析了 Breit相互作用对Auger几率、共振态宽度、极化度的影响。进一步，考虑不同电荷态Ba离子的布局，本文对D. A. Knapp等人EBIT实验测量的DR谱进行了理论模拟，理论和实验结果良好的一致性揭示出Breit相互作用对低能区的KLL DR谱有重要影响。

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西北师范大学研究生学位论文作者信息

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 高电荷态离子

1.3 KLL双电子复合过程

参考文献

第二章 理论方法

2.1 引言

2.2 多组态Dirac-Fock方法

2.3 双电子复合过程原子参数的计算

参考文献

第三章 Ti21+和Ti20+离子的双电子复合过程

3.1引言

3.2结果及讨论

3.3 小结

参考文献

第四章 类H-类B钡离子的双电子复合过程

4.1引言

4.2结果及讨论

4.3 小结

参考文献

第五章 总结与展望

附录：攻读硕士期间完成的科研成果

致谢