类铑等电子序列及类锶钨离子双电子复合的理论研究

论文摘要

双电子复合（DR）过程是电子与离子碰撞的一个非常重要的过程,它广泛存在于实验室等离子体和天体等离子体中,对建立和维持等离子体电离平衡以及激发态离子布居起着至关重要的作用。准确的DR速率系数对诊断等离子体温度和密度等动力学参数以及模拟等离子体环境有重要意义。本文利用基于全相对论组态相互作用方法的Flexible Atomic Code（FAC）程序包理论研究了类铑等电子序列离子的DR过程和类锶钨(W36+)离子的DR过程,具体主要内容包括以下几点:第一,详细研究了类铑等电子序列离子的DR过程。为了系统研究、寻找并总结各种效应和DR速率系数随原子序数Z的规律性,本文利用FAC程序包计算了类铑等电子序列(Sn5+,Sb6+,Te7+,Xe9+,Ba11+,Gd19+,Tb20+,Hf27+,Ta28+,W29+,Re30+,Os31+,Au34+,Hg35+,Tl36+)15个离子的DR速率系数。考虑了双激发态4d8nln’l’和4p5nln’l’（n=4,5,6;n’<24;l’<12）的所有能级的DR速率系数,并外推到了n’=1000。考察了激发通道、辐射通道、共振稳态跃迁（RS）和非共振稳态跃迁（NRS）及级联退激（DAC）效应对DR速率系数的影响,揭示了各种效应的规律性。发现随原子序数Z的增大,DAC效应的贡献逐渐减小,当Z=50时,DAC效应的贡献在全温度范围内最大为81.92%,当Z=81时,DAC效应的贡献在全温度范围内最大为19.98%,仍不可忽略。考虑NRS+RS与考虑DAC的DR速率系数有013.40%的偏差。并且随原子序数Z的增大,总的DR速率系数也逐渐增大且峰值逐渐向高温移动。对基态和第一激发态的DR速率系数进行了拟合,得到了拟合参数,总结了DR速率系数随原子序数Z的规律性,在中高温范围（130eV到50000eV）,得到了基态的DR速率系数的经验公式。第二,研究了类锶W36+离子的DR过程。W36+离子基组态为[Zn]4p64d2,有9个能级。本文详细计算了[Zn]4p54d3nln’l’和[Zn]4p64d1nln’l’（n=4,5,6,n’=4-1000,l’<12）所有内壳层激发的所有能级的DR速率系数。考察了不同通道对DR速率系数的影响,并在NRS+RS跃迁对DR速率系数影响的基础上又考虑了辐射跃迁到可自电离态及DAC效应的贡献。结果发现随着温度的增大,DAC效应的贡献越来越重要,在650eV处DAC效应的贡献为11.67%,并且考虑DAC效应的DR速率系数的计算值与考虑NRS+RS的计算值相差4.53%。在50000eV处,DAC效应的贡献达到最大,是19.34%,和NRS+RS的计算值相差5.03%。最后,为了方便使用,对基组态9个能级的DR速率系数进行了参数拟合。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 引言
•   1.2 电子与离子碰撞基本过程概述
•     1.2.1 辐射复合（RR）
•     1.2.2 双电子复合（DR）
•     1.2.3 三体复合（TBR）
•     1.2.4 直接激发（DE）
•     1.2.5 共振激发（RE）
•     1.2.6 直接电离（DI）
•     1.2.7 激发自电离（EA）
•     1.2.8 共振激发双自电离（REDA）
•   1.3 双电子复合过程详述
•   1.4 本文的研究背景
•   1.5 本文的研究内容
•     1.5.1 类铑等电子序列双电子复合的研究
• 36+)离子双电子复合的理论研究'>    1.5.2 类锶钨(W³⁶⁺)离子双电子复合的理论研究
• 第二章 理论方法
•   2.1 引言
•   2.2 相对论组态相互作用方法
•   2.3 自电离速率和辐射跃迁速率
•   2.4 双电子复合（DR）截面和速率系数
•   2.5 DR速率系数的外推
•   2.6 辐射复合（RR）和三体复合（TBR）过程
• 第三章 类铑等电子序列双电子复合的理论研究
•   3.1 引言
•   3.2 激发通道与辐射通道
•   3.3 类铑序列离子DR通道
•   3.4 级联退激对DR速率系数的影响
•   3.5 类铑序列离子的总DR速率系数
•   3.6 总结
• 第四章 类锶钨离子双电子复合的理论研究
•   4.1 引言
• 36+离子基态的磁偶极跃迁'>  4.2 W³⁶⁺离子基态的磁偶极跃迁
• 36+离子不同通道的DR速率系数'>  4.3 W³⁶⁺离子不同通道的DR速率系数
• 36+离子的DAC效应'>  4.4 W³⁶⁺离子的DAC效应
• 36+离子总的DR速率系数'>  4.5 W³⁶⁺离子总的DR速率系数
•   4.6 结论
• 第五章 总结与展望
•   5.1 总结
•   5.2 展望
• 参考文献
• 附录 Ⅰ：硕士学位期间发表的论文情况
• 附录 Ⅱ：攻读硕士期间参加的学术会议
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 马德全

导师: 符彦飙

关键词: 双电子复合,速率系数,类铑等电子序列,离子

来源: 西北师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 西北师范大学

基金: 中国国家重点研究和发展项目(批号:2017YFA0402300),国家自然科学基金(批号:11464043)

分类号: O53

总页数: 57

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