类镍等电子系离子双电子复合与共振激发过程的研究

摘要

电子与离子碰撞激发和复合截面以及相应的速率系数的理论计算在天体物理、等离子体及X激光的研究中非常重要,上述理论工作又与目前我所正在开展的电子束离子阱(EBIT)实验工作紧密联系,可直接为一些实验测量提供理论计算,进行比较。
　　 根据实际应用需要,本文用相对论多组态扭曲波玻恩交换近似理论对类镍离子共振激发(Resonanceexcitation,RE)和双电子复合(Dielectronicrecombination,DR)过程进行了详细的研究和讨论,具体包括:
　　 一、类镍等电子系离子双电子复合过程的全相对论系统性研究。主要包括以下内容:1)以类镍Kr、Nd和U离子作为讨论的对象考察了由细致计算所得到的双激发态的DR速率系数随轨道角动量量子数,l变化的情况,从而在保证足够高的计算精度下确定轨道角动量量子数,l'的截断值;2)考察了考虑级联辐射退激(DAC)时,对应三类(△n=1,△n=2和△n=3)不同芯激发系列的DR速率系数随被俘获电子的主量子数n'的变化情况,并发现在考虑DAC的影响后,有些系列不再遵循n'-3标度律;3)针对某些系列不再遵循n'-3标度律的情况,我们发展了一套包含DAC效应的外推方法,并且统计了外推部分对总速率系数的贡献;4)研究了DAC效应对总DR速率系数的影响。5)以类镍Kr、Nd和U离子为例讨论了各芯激发对总速率系数的贡献;6)选取类镍等电子系的13离子开展了系统性的计算,给出了速率系数随离子价态和电子温度变化的拟合公式。7)最后,将本工作得到的DR速率系数与他人的理论计算值及半经验的Burgess-Merts(BM)公式进行了比较并对BM公式的适用性作了评价。
　　 以上成果已向Eur.Phys.J.D期刊投稿。
　　 二、类镍离子共振激发过程的相对沦理论研究。主要包括下列内容:1)以类镍Kr、Nd和U离子作为讨论的对象考察了由细致计算所得到的双激发态的RE速率系数随轨道角动量量子数,l'变化的情况2)考察了考虑级联辐射退激(DAC)时,对应三类(△n=1,△n=2和△n=3)不同芯激发系列的RE速率系数随被俘获电子的主量子数n'的变化情况,并且我们发展了一套包含DAC效应的外推方法。3)研究了辐射损失和DAC效应对共振激发的影响(目前的R矩阵方法还无法处理级联辐射过程),经过分析,包括辐射损失和级联退激对于总的共振激发速率系数有相当大的影响;4)细致研究了各芯激发过程对RE速率系数的贡献;5)以类镍Kr、Nd和U离子为例研究了共振激发对总激发速率系数的贡献,发现这种贡献在很多情况下是不能够忽略的;6)以Mo的类镍离子为例,就共振激发的速率系数与他人的计算结果进行了比较。
　　 上述工作内容的部分结果已被J.Quant.Radiat.Spect.Tranfer期刊接收,即将发表(见附录)。
　　 本文的第一章为引言,简单介绍了本研究工作的意义、现状、工作内容和完成情况。第二章介绍了本工作的理论基础和所使用的计算程序和方法。第三章详细介绍类镍离子等电子系离子双电子复合过程的速率系数的计算结果。第四章详细介绍类镍离子的共振激发过程的速率系数的计算结果和分析讨论。