电子与重元素离子的碰撞截面与电离速率系数的研究

摘要

研究电子与重元素离子的碰撞在理论和实践中都具有十分重要的意义。电子与离子碰撞时会发生弹性散射，直接单电离及多电离，激发和共振激发(复合)等过程，同时还会伴随进行自电离和辐射跃迁衰变过程。不同的过程会形成不同价的离子，形成相同价的离子也有着不同的物理途径。
　　电子碰撞直接单电离和多电离是电子与离子碰撞中发生的基本原子物理过程。当入射电子能量比较高时，电子与离子碰撞电离后通常会散射出一对快慢电子对，而两个电子能量相等的概率则很小。通过对H和He的电子碰撞电离单微分截面研究可以发现，在高能电子能量区和低能电子能量区存在着较大的单微分截面，而在能量的中间值处微分截面则较小。并且随着入射电子能量的增加，这种趋势更加明显。我们以Sn13+离子为例，研究了电子与重元素离子碰撞激发，单电离和双电离截面，特别是研究了单双电离分支比对截面的影响和共振激发双自电离过程对单电离截面的贡献。并将我们的电子碰撞单电离截面结果与最近的实验结果进行了对比。通过对比发现，单电离分支比和双电离分支比对电子碰撞单电离截面有着非常重要的影响，并且共振激发双自电离过程对电子碰撞单电离截面有着很大的贡献。我们还对共振激发双自电离过程对Xe25+—Xe18+的电子碰撞单电离截面和速率系数的贡献进行了研究，研究发现共振激发双自电离在共振能量区域对EISI截面有着大于50％的贡献，对速率系数也有着5%—10%的贡献。用微扰理论对电子碰撞直接双电离截面进行了初步研究。研究发现使用微扰理论计算的C+，N+，O+，F+和Ne+的直接双电离截面与实验值差异在25%以内。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究电子与重离子碰撞截面与速率系数的背景和意义

1.2 电子与重元素离子碰撞截面与速率系数研究的历史发展和现状

1.3 本文的主要内容和方法

第二章 理论方法

2.1 电子碰撞四种机制的理论介绍

2.2 电子碰撞复合、激发、单电离及双电离截面的计算

2.3 速率系数的计算

第三章 电子碰撞直接电离单微分截面的研究

3.1 扭曲波方法计算单微分截面

3.2 BED方法计算单微分截面

3.3 H和He原子单微分截面的研究

3.4 本章小结

第四章 Sn13+的电子碰撞激发、单电离和多电离截面

4.1 电子碰撞直接电离过程产生单电离及多电离截面

4.2 电子碰撞激发过程形成激发、单电离及多电离截面

4.3 共振激发过程产生激发、单电离截面

4.4 与实验结果的对比

4.5 本章小结

第五章 共振激发双自电离过程在Xe18+-Xe25+电子碰撞单电离截面和速率系数中的贡献

5.1 REDA在Xe18+-Xe25+电子碰撞单电离截面中的贡献

5.2 REDA在Xe18+-Xe25+电子碰撞单电离速率系数中的贡献

5.3 本章小结

第六章 电子碰撞直接双电离截面的初步研究

6.1 微扰论计算电子碰撞直接双电离截面

6.2 低Z一价C+，N+，O+，F+，Ne+离子的电子碰撞双电离截面

6.3 本章小结

结束语

参考文献

作者在学期间取得的学术成果