高電荷態(tài)鎢離子電子碰撞激發(fā)過程及輻射極化特性的研究.pdf

1、鎢(Z=74)是國際熱核聚變實驗堆(ITER)裝置最具潛質(zhì)的等離子體環(huán)境腔壁材料,這是因為其硬度高、熔點(diǎn)高(3422℃)、低濺射率和滯氚率、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,而且鎢離子輻射光譜可以提供等離子體環(huán)境中物理機(jī)制及等離子體與周圍腔壁相互作用的詳細(xì)信息。盡管已有很多關(guān)于鎢的實驗和理論結(jié)果,但是鎢的輻射數(shù)據(jù)仍然不能滿足科學(xué)研究的需要。鎢離子原子結(jié)構(gòu)計算準(zhǔn)確性需要進(jìn)一步提高以及鎢離子譜需要在聚變等離子體中更容易識別,這些都必須建立在更精確的理論數(shù)據(jù)模擬

2、的基礎(chǔ)上。研究發(fā)現(xiàn),鎢離子的L殼層輻射譜線可以用來診斷聚變等離子體中心的狀態(tài);類鎳W46+附近的鎢離子有很強(qiáng)的M殼層躍遷線,尤其是3d3/2-nf5/2(n=4,5)躍遷,因為這條線很強(qiáng),而且不同電荷態(tài)離子的3d3/2-nf5/2很容易分辨,可以用于電荷平衡及離子豐度的診斷。此外,已有的相關(guān)工作表明,X射線線性極化度可以揭示各種重要物理效應(yīng)的信息和激發(fā)態(tài)磁子能級的布居機(jī)制,但對于ITER相關(guān)譜線區(qū)域中鎢的X射線譜的線性極化度的研究工作很

3、少。
　　本文在MCDF方法和相應(yīng)的計算原子結(jié)構(gòu)及輻射和非輻射躍遷性質(zhì)的程序包GRASP92和RATIP的基礎(chǔ)上,利用基于RDW方法研究電子-離子碰撞激發(fā)過程的計算程序REIE06,系統(tǒng)研究了高電荷態(tài)鎢離子電子碰撞激發(fā)截面及相應(yīng)過程輻射譜線線性極化度。在本工作中,第一章簡要介紹了文中涉及到的基本概念和研究背景;第二章介紹了MCDF方法及相對論扭曲波方法;第三章給出了W71+到W65+離子L殼層中從基態(tài)激發(fā)2s1/2電子到2p3/2

4、的電子碰撞激發(fā)截面,研究了類鋰到類碳鎢離子中相關(guān)磁能級上的電子碰撞激發(fā)截面和輻射譜線的線性極化度,發(fā)現(xiàn)譜線極化度隨入射能量的變化具有相同的線性結(jié)構(gòu)。第四章中計算了W46+到W42+離子3d→nf(n=4,5,6)過程的激發(fā)(電子碰撞激發(fā)過程)和俘獲(雙電子復(fù)合過程)到磁子能級上的截面,并且利用這些截面計算了相應(yīng)的輻射躍遷nf→3d譜線中最強(qiáng)譜線的線性極化度,發(fā)現(xiàn)雙電子復(fù)合過程形成的輻射譜線極化度完全不同于電子碰撞激發(fā)過程形成的譜線極化度