电子与离子碰撞复合过程的理论分析.pdfVIP

摘要 电子离子碰撞过程研究是当前原子分子领域中的一项重要课题，它与 x激光，可控核聚变以及天体物理中的等离子体物理过程的研究密切相关。 也与我所即将开展的电子束离子阱(EBIT)装置中的电子与高电荷态离子 的碰撞研究密切相关。本文主要是对电子与离子的复合过程(包括辐射复 合和双电子复合)进行了理论计算和研究。并在这个基础上，对EBIT装 置中电荷态分布作了初步计算。 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。第二章详细介绍了对辐射复合过程的理论计算和研究，着 重分析了扭曲波计算的优越性。第三章给出了双电子复合的一些计算结果 和两种复合过程贡献的比较。第四章主要对EBIT装置中电荷态分布作了 初步计算。 主要包括： 一、 对电子与高电荷态离子的辐射复合(RR)过程进行了理论研究。 ①本工作利用扭曲波方法及非相对论偶极跃迁近似计算了类H、类He、类 Li、类Be以及类Na等若干离子的RR截面和速率系数，与实验相当符合， 与其它理论计算得到的结果也符合得较好。③将扭曲波方法与采用有效电 荷的纯库仑计算作比较，通过比较发现对多电子离子我们的不带任何参量 的扭曲波方法合理有效地同时反映来自内层电子的屏蔽效应对入射电子 能量、靶离子结构以及被俘获电子所处的能级(n1)的依赖关系。这对于 用有效电荷的纯库仑计算是难以做到的。③讨论了扭曲波方法中来自全问 粒子的交换势的引入对计算RR截面的重要性，指出对低能RR截面的计 算，交换势的引入是必要的。④在电子束离子阱以及储存环上进行的实验 中，经常用到高电荷态Ar离子作为靶粒子与电子进行碰撞，或用Ar离子 开展其它研究。因此我们给出了高价态的几种Ar离子的速率系数的拟合 公式。上述一些工作己在《原子核物理评论》(国内核心杂志)和CPL上 发表(见附录B)。 二、 对双电子复合(DR)过程进行了理论研究。①我们分别用准相对 论的Cowan原子结构程序和相对论的FAC原子结构程序两种方法计算若 干高电荷态离子的DR截面，与实验符合得很好。并讨论了自电离道对DR 截面的影响。②我们对几种离子在不同电子温度下的RR和DR速率系数 的大小进行了比较。 三、 在EBIT装置上对高价态离子的研究是当前的一个热点，我们 现代物理研究所也即将开展这方面的实验研究。本工作在袁行球博士研究 的基础上对他已开展的Ar离子在EBIT装置中电荷态分布的理论计算作了 一些改进和补充计算，给出了Ar离子的各个价态的分布随时间的演化， 与实验符合得更好了。并且还计算了平衡时高价态离子的分布随入射电子 能量的变化。这对实验工作将有一定的参考价值。 有关以上二、三两部分工作的论文的撰写工作正在酝酿之中。 关键词：辐射复合，双电子复合，电荷态分布，扭曲波方法，纯库仑计算， 电子束离子阱 Abstract The ofelectron is in study very atomicandmolecular impactprocess important physics． Itiscorrelativeto laser nuclearfusionand in tightlyx-ray studies，controllable plasmas forthe ofelectronand isalso useful study ioncollisionin astroph)|，sits．Itvery hi曲lycharged electron-beamion thisthesiswe focusedonradiative trap(EBIT)instrument．Inmainly recombinationanddielectronicrecombinationandalso calculated