高电荷态钨离子光电离过程的相对论R-矩阵理论研究

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光电离过程是光与原子、离子相互作用的最基本的过程之一。研究光电离过程对原子物理、等离子体物理以及天体物理等都有非常重要的意义。通过对高电荷态离子光电离过程的细致分析,可以研究电子关联效应、有限核体积效应、量子电动力学效应以及相对论效应等。原子或离子的光电离截面是模拟实验室和天体等离体的不透明度的重要参数。国际在建的热核聚变实验堆装置(ITER)产生的等离子体,中心区域温度可达30ke V,使钨的面壁材料产生一些钨离子杂质进入等离子体。这些杂质中主要以W63+、W64+离子存在,可以利用杂质离子的物理性质对等离子体进行诊断,这就使我们要了解钨离子的物理性质,如双电子复合,电子碰撞电离,电子碰撞激发,光复合以及光电离过程。研究这些过程对准确模拟和诊断ITER等离子体有十分重要的意义。本文基于Dirac R-矩阵方法的DARC程序包,系统的研究了W59+-W61+和W63+离子的光电离过程。主要内容包括:1.利用全相对论的R-矩阵方法的程序包DARC和多组态Dirac-Fock方法的程序包GRASP2K,研究类钠W63+(1s~22s~22p~63s ~2S1/2)基态和四个低激发态(1s~22s~22p~63p~2P1/2,3/2和1s~22s~22p~63d ~2D3/2,5/2)的光电离过程。详细分析直接电离限和里德堡系列的收敛限,并给出了电离限的共振能。为了详细分析共振截面,引入FAC程序包计算W63+离子的能级,得到了稀疏共振结构的能级和共振量。2.利用全相对论的R-矩阵方法的程序包DARC和MCDF方法的程序包GRASP2K,系统的研究了W61+、W60+和W59+基态光电离。分析直接电离限和里德堡系列收敛限,得到相应的共振能级和能量。引入FAC程序,对直接电离限之后的共振峰进行了分析。将W59+-W63+离子的基态光电离截面作比较,分析光电离截面随着外层电子数的变化规律。
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