鎢離子雙電子復合過程的理論研究_.pdf

1、雙電子復合(DR)過程是電子和離子碰撞過程中最基本的物理過程之一,對等離子體的電離平衡的建立和維持以及對等離子體布居都起著主導作用,DR速率系數(shù)是研究稀薄等離子體粒子豐度分布必需的物理參數(shù),對模擬磁約束等離子體有參考價值;而且雙電子伴線是等離子體溫度診斷的重要手段。高精度的DR強度、速率系數(shù)以及截面是研究各種天體等離子體以及實驗室等離子體和X射線激光的重要參數(shù)。
　　在國際熱核聚變實驗反應堆(ITER)的設計更新中,鎢將作為面壁材

2、料,同時偏濾器也將完全采用鎢材料。因此,對鎢離子雙電子復合(DR)過程的研究和分析有著很重要的實際應用價值。
　　本論文在扭曲波近似下,利用相對論組態(tài)相互作用方法對等核系列鎢離子的雙電子復合過程進行了研究。利用相對論組態(tài)相互作用方法的(FAC)程序細致計算了類溴鎢離子的DR速率系數(shù),詳細討論了價、內(nèi)殼層電子激發(fā)形成的自電離激發(fā)態(tài)對DR速率系數(shù)的貢獻。在電子溫度大于1.4eV,4p電子激發(fā)對DR速率系數(shù)的貢獻最大,且在低溫時4l殼層

3、電子激發(fā)對DR速率系數(shù)的貢獻,遠大于3l殼層電子激發(fā)的貢獻。隨著溫度的增加,3l殼層電子激發(fā)對DR速率系數(shù)的貢獻逐漸增大,當電子溫度到達750eV時,3l殼層電子激發(fā)對DR速率系數(shù)的貢獻達到總DR速率系數(shù)的18％。所以在溫度較高的等離子體環(huán)境中,3l激發(fā)的貢獻必須予以考慮。隨著電子溫度的增加,Dn=2芯激發(fā)的速率系數(shù)逐漸增大,最大可以達到總DR速率系數(shù)的23%。
　　對于W42+離子,在低溫區(qū)時,4l殼層電子激發(fā)的DR速率系數(shù)占主

4、導地位,其中4s電子激發(fā)的速率系數(shù)最大。隨著電子溫度的升高,3l殼層電子激發(fā)的貢獻逐漸增大,當電子溫度kTe=1250eV時,3d電子激發(fā)的速率系數(shù)的貢獻大于4s電子激發(fā)的貢獻。對于W41+離子,在中低溫區(qū),4l殼層電子激發(fā)的DR速率系數(shù)起主要作用,4p和4s電子激發(fā)的速率系數(shù)對總的DR速率系數(shù)的貢獻相當。在中高溫區(qū),3l殼層電子激發(fā)的DR速率系數(shù)逐漸增大,其中,3d電子激發(fā)的最大貢獻可達44%,3p激發(fā)的貢獻可達19%。隨著電子溫度的