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现代高温核聚变物理和空间物理学的发展已经使得高离化态的元素,特别是重元素的结构和光谱的详细研究成为原子分子物理学领域的前沿科学。高Z元素高离化态光谱数据对X射线激光、天体等离子体物理、受控核反应堆中的等离子体诊断研究都有重要意义。本文对高剥离念的类镁重元素的跃迁性质进行了详细的研究,对跃迁能级、波长等原子参数的特点规律进行了深入探讨。
首先,在理论方法上采用多组态Dirarc-Fock(MCDF)方法,系统计算了n=53-62类镁等电子序列3s<2> 3s3p 3s3d,3s4s,3s4p,3s4d,3p<2>,3p3d,3p4s,3p4p,3p4d,3d4s,3d4.p,3d4d,3d<2>组态之间的跃迁能级、波长和振子强度,得到了细致的能级和波长表。首次详细预测了等电子序列中n=3壳层和n=4壳层电子之问的跃迁波长,该波段的波长范围属于5-1l的X射线波段。
其次,详细讨论了随原子序数增大发生在3p3d<3>F<,3>和3p3d<3>D<,3>之间的能级交错现象,讨论了波长、振子强度随Z的变化关系,比较了各种不同理论方法下得到的波长和振子强度理论值,如 RRPA(relativistic random-phaseapproximation)法、Dirac-Hartree-Fock(DHF)法等,结果说明本文采用的MCDF法考虑了重元素高离化态下的QED修正影响和相对论效应的影响,计算结果更为精确。
最后,利用高斯拟合程序对高离化态的类镁Nd、Pm和Sm离子的谱线的相对强度进行了拟合,给出了新报道波段振子强度随波长变化的光谱图。