金等离子体中电荷态分布的第一原理方法和离子数对其分布的影响

摘要

根据扩展的全相对论多组态Dirac-Fock理论，采用“多功能相对论原子结构程序GRASP<'2>(General-Purpose Relativistic Atomic Structure Program 2，1992)”，考虑量子电动力学(QED)效应和Breit修正，计算了激光金等离子体中类砷金Au<'46+>，类锗金．Au<'47+>和类铁金Au<'53+>的能级结构、跃迁波长、跃迁几率、振子强度、能级寿命、能级宽度和离子平均寿命。 本课题组已研究了Au<'48+>～Au<'52+>五离子体系的电荷态分布及其平均离化度。我们发现：高离化态电荷的离子丰度很低，几乎可以忽略，但是低离化态电荷的离子丰度却较高，对整个体系很是重要。 因此，我们把5离子体系扩展到7离子(Au<'47+>～Au<'53+>)和8离子体系(Au<'46+>～Au<'53+>)，并利用连续不可逆电离反应方法计算了这两个体系的电荷态分布及这两种体系的平均离化度。而且也利用连续可逆电离复合方法计算了在电子温度为400～2000eV，电子密度为10<'18>～10<'26>cm<'-3>下的Au<'47+>～Au<'53+>(七体系)的电荷态分布和平均离化度，此外，还给出了在D<,e>=10<'23>cm<'-3>，T<,e>=500～600eV和在D<,e>=10<'18>cm<'-3>，T<,e>=1400～1600eV时，七离子体系中的离子丰度与电子温度之间的解析函数关系，也给出了在T<,e>=550eV，D<,e>=10<'23>～10<'26>cm<'-3>时，七离子体系中的离子丰度与电子密度之间的解析函数关系。最后研究了离子数对金等离子内电荷态分布及平均离化度的影响。这些计算过程完全不依赖任何实验数据，实为第一原理方法。 研究表明：随电子温度的升高，七离子体系内的电离与复合平衡右移，导致高离化态的离子丰度增加和平均离化态的增加；随电子密度的增加，体系内的电离与复合平衡左移，导致低离化态的离子丰度增加和平均离化度的降低。当电子温度一定时，在高密低温区，电荷态分布随电子密度的变化很敏感，电子密度升高，低离化态电荷的分布迅速增加，平均电离度减小，而在低密高温区，分布几乎不随电子密度的变化而变化。激光束能量决定离子数目，而离子数直接影响金等离子内电荷态分布及平均离化度。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第二章相对论量子力学理论方法

第三章不可约张量代数与多极矩跃迁

第四章连续化学反应

第五章激光金等离子体中Au46+,Au47+和Au53+离子光谱和能级寿命的相对论多组态计算

第六章激光金等离子体内电荷态分布的理论模拟及离子数对其分布影响

总结

附表

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