论文摘要
电子-离子的碰撞激发是原子物理学中的基本过程之一,广泛存在于各种温度和密度范围的等离子体中。高精度的电子-离子碰撞激发的强度、截面以及速率系数是模拟和诊断各种天体等离子体、实验室等离子体以及研制X射线激光非常重要的参数。本文利用我们最近基于多组态的Dirac-Fock（MCDF）理论方法和大规模原子结构计算程序GRASP92和RATIP基础上发展的研究电子-离子（原子）碰撞激发过程的全相对论扭曲波（RDW）方法和计算程序REIE06,对高离化态类氖和类镍离子的能级结构、辐射性质以及电子碰撞激发过程进行了研究,主要内容包括:第一,系统地计算了类氖等电子系列离子（Z=21-92）基组态2s22p6和较低的激发组态2 s 22p5nl, 2 s 2p6 nl（n= 3,4,l=s,p,d,f）的能级结构和辐射跃迁几率,对类氖离子中存在的能级反转现象作了总结,同时也研究了能级反转对波函数、辐射跃迁几率的影响。第二,以类氖Fe16+离子为例,研究了电子-离子碰撞激发过程中电子关联效应、高分波的贡献对碰撞激发截面和速率系数的影响。结果表明,在低Z的离子以及低能的碰撞中关联效应对碰撞激发截面的影响比较大,考虑更多的关联通常会使计算的截面减小;而在高Z的离子以及高能的碰撞中,这种效应会减弱,但是高分波的贡献会变得非常重要。第三,在独立共振近似下发展了计算共振激发截面和速率系数的程序,研究了共振激发对类氖Fe16+离子电子碰撞激发截面和速率系数的影响。结果表明:在激发阈值附近,共振激发的贡献非常重要,可使截面增大1-2个数量级;另外,共振贡献对速率系数也有重要的影响,对于E1跃迁,在电子温度比较低时,共振的贡献比较重要,但在电子温度比较高时,其影响可以忽略;对于E1禁戒的跃迁,即使在电子温度非常高的区间,也会使总的速率系数增大1-2倍。第四,系统地计算了类镍等电子系列离子（Z=31-92）基组态3s23p63d10,激发组态3d 9 4l, 3 p 5 3d104l和3s 3p6 3d104l（l = s,p,d,f）的能级结构和辐射跃迁几率,重点研究了两电子一光子跃迁,以及强的组态混合对辐射跃迁性质的影响,同时也总结了类镍等电子系列离子中所有的能级反转情况。第五,以高Z类镍离子（Z=86-92）)为例,讨论了Breit相互作用、强的组态相互作用对碰撞强度的影响,研究了沿等电子系列变化时,类镍离子与X射线激光跃迁有关的碰撞激发截面随Z的变化行为。总之,通过对上述问题的研究,我们揭示了一些新的现象和规律,而已有的结果也很好地验证了目前理论方法和计算程序的正确性。同时,由于电子-离子的碰撞激发是一个非常复杂而又有趣的过程,里面蕴藏着许多重要的物理机制,对这些机制的了解往往联系着该领域的前沿研究,本文的研究仅是该领域研究的一个起步,更为丰富的物理需要以后去继续探索。
论文目录
相关论文文献
标签：理论方法论文; 相对论扭曲波方法论文; 高离化态离子论文; 辐射跃迁特性论文; 电子碰撞激发论文; 碰撞强度论文; 碰撞激发截面论文; 速率系数论文;