高电荷态离子与电子碰撞中共振过程的理论研究

目录

摘要 ............................................................... I Abstract .......................................................... I I 第一章绪论 . (1)

1.1高电荷态离子简介 (1)

1.2 高电荷态离子与电子碰撞中的共振过程 (2)

1.3 研究意义 (3)

1.4 研究进展 (3)

1.5 本文的研究内容及结构 (5)

参考文献 (6)

第二章理论方法 (9)

2.1 引言 (9)

2.2 多组态Dirac-Fock方法 (9)

2.3 对MCDF的修正 (11)

2.3.1 Breit相互作用 (11)

2.3.2量子电动力学（QED）的辐射修正 (12)

2.4 辐射跃迁几率 (13)

2.5自电离几率 (14)

2.6 双电子复合截面 (14)

2.7 共振激发双自电离截面 (15)

2.8 小结 (17)

参考文献 (18)

第三章类氦到类氧钨离子KLL双电子复合（DR）过程 (20)

3.1 引言 (20)

3.2.1 共振能与实验测量值的比较 (22)

3.2.2 Breit相互作用对双电子复合截面的影响 (23)

3.2.3实验谱的模拟 (27)

参考文献 (32)

第四章高电荷态I50+离子共振激发双自电离 (33)

4.1 引言 (33)

4.2结果与讨论 (34)

4.2.1 Ar15+,Fe23+,Kr33+,Xe51+REDA强度 (34)

4.2.2 Breit相互作用对I50+REDA截面的影响 (40)

4.2.3 I50+的REDA截面与实验的比较 (41)

4.3 小结 (42)

参考文献 (43)

第五章总结与展望 (44)

参考文献 (46)

附录 ............................................................. I II 致谢 .............................................................. I V

摘要

电子与离子（原子）的碰撞电离、激发和复合截面以及相应的速率系数在天体物理、等离子体物理和核聚变物理中是不可缺少的原子数据。研究表明，在高电荷态离子中，电子与离子碰撞中的共振过程的贡献不可忽略。本文用基于多组态Dirac-Fock(MCDF)方法发展起来的FAC和GRASP程序包对高电荷态离子的双电子复合（DR）和共振激发双自电离(REDA)过程进行了详细的研究及讨论。重点分析了Breit相互作用对DR和REDA截面的影响。

本文第一章简单介绍了研究工作的意义、进展和本文的主要框架。第二章介绍了本文所应用的多组态Dirac-Fock(MCDF)方法，给出了计算辐射跃迁几率、自电离几率、双电子复合截面和共振激发双自电离截面的理论计算方法。第三章和第四章为本文的计算结果及讨论。

主要工作：

1 利用FAC和GRASP两种程序包详细计算了类氦到类氧钨离子KLL DR过程，并给出某些中间双激发态的DR强度、自电离几率，基于两种程序包的计算结果的互相验证，进一步分析了Breit相互作用对DR强度的影响，发现Breit相互作用主要对类氦和类锂钨离子的DR强度有很强的影响，并随着入射电子能量的增加逐渐减弱。通过对实验谱的理论模拟，获得了电子束离子阱（EBIT）中不同离化度钨离子的丰度。

2 利用FAC程序包对Ar15+,Fe23+,Kr33+,Xe51+离子REDA强度进行了详细的理论计算，我们的计算结果与Chen的理论结果符合的很好，然后，我们用同样的计算模型对I50+离子的REDA截面做了同样的计算，发现Breit相互作用和磁四极（M2）跃迁对REDA 截面的影响在某些能量范围内不可忽略；M2跃迁在类锂离子的某些中间双激发态中是主要的辐射跃迁机制，其跃迁几率甚至超过了最主要的电偶极（E1）跃迁。对I50+离子的REDA计算结果与实验的比较中发现，M2跃迁和Breit相互作用的影响不可忽略，包括Breit相互作用时理论结果与实验测量结果的一致性更好。

关键词：高电荷态离子；共振过程；双电子复合；共振激发双自电离；多组态Dirac-Fock （MCDF）方法;

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