【摘 要】
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钨具有高熔点,机械性能好,高热导率,耐高温,耐腐蚀,低蒸汽压,低氚滞留率等优点,被选为磁约束聚变反应堆（如ITER、EAST、ASDEX Upgrade、JET、CFETR等）的偏滤器和面壁材料。在磁约束聚变反应过程中,等离子体有可能会轰击面壁和偏滤器,从而产生低离化态的钨杂质离子。这些离子可能会随着等离子体输运过程,进入温度较高的等离子体核心区域被进一步电离。而这些高离化态钨离子会向外辐射高能光
【基金项目】
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国家重点研发计划（批准号:2017YFA0402300）； 国家自然科学基金项目（批准号:11874051）；； 内壳层洞态原子辐射退激发过程的理论研究（国家自然科学基金项目,批准号:U1832126）；
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钨具有高熔点,机械性能好,高热导率,耐高温,耐腐蚀,低蒸汽压,低氚滞留率等优点,被选为磁约束聚变反应堆（如ITER、EAST、ASDEX Upgrade、JET、CFETR等）的偏滤器和面壁材料。在磁约束聚变反应过程中,等离子体有可能会轰击面壁和偏滤器,从而产生低离化态的钨杂质离子。这些离子可能会随着等离子体输运过程,进入温度较高的等离子体核心区域被进一步电离。而这些高离化态钨离子会向外辐射高能光子,有可能造成严重的辐射损失,降低等离子体温度,使聚变反应猝灭。所以,磁约束聚变反应堆成功运行的关键问题之一,就是控制和监测等离子体中的钨杂质离子流。除此之外,这些钨离子的辐射光谱也可以作为聚变反应中等离子体状态（温度、密度）的诊断工具。这些基础研究和潜在应用都需要精确的各个离化态钨离子的原子结构参数、辐射跃迁性质、光谱信息和恰当的等离子体模型。近年来,人们通常使用电子束离子阱（EBIT）装置来研究高离化态离子的能级结构和光谱特征,尤其是涉及到开放4f壳层的复杂离子。在研究中,人们发现处在温度较低的聚变边缘等离子体中的一些中等离化态的钨离子还有很多未知的性质。例如W13+离子,Y.Kobayashi等人和Z.Z.Zhao等人分别在EBIT上观测了W13+离子的M1跃迁的可见光谱并且进行了理论计算,但是这两个独立的实验及其相应的理论计算对于W13+离子基态磁偶极（M1）跃迁光谱线的指认存在分歧。本文使用基于相对论组态相互作用（RCI）方法的Flexible Atomic Code（FAC）程序,计算了W13+离子的能级、辐射跃迁能量和速率、电子碰撞激发截面等基本原子数据,构建并求解了恰当的碰撞辐射模型,理论模拟了EBIT中的W13+离子的M1跃迁光谱,在此基础上指认了M1跃迁线。通过分析等离子体状态对光谱强度的影响,解释了在EBIT实验中所观测到的最强线并不是基态M1跃迁线的原因。这些对电子密度有依赖的W13+离子的M1跃迁光谱线,未来有可能作为聚变等离子体的诊断线。
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