W-W3+与Al3+-Al4+离子的EUV光谱研究

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从实验和理论方面对原子或离子EUV光谱展开研究,将有助于增加对该元素的原子结构和动力学特性的了解,也会使得相关的聚变等离子体和天体等离子体的诊断和研究工作具有重要的意义。激光诱导产生等离子体(LPP)和双激光诱导产生等离子体(DLP)光谱技术是产生高离化态离子EUV光谱的重要实验方法。利用这两种技术,能够对等离子体的时间和空间演化做出相应的分析,进而可以对各种元素的不同离化态离子的EUV波段光谱进行研究。  实验研究表明,由于钨元素的一些特性,诸如熔点高、热传导性好、低氚保留、侵蚀率低等,钨将被用作托卡马克装置的等离子体面壁和偏虑器材料,进行钨原子或离子光谱的研究对钨在聚变反应堆中的特性的了解以及进一步对聚变反应堆的整体特性的了解都具有极为重要的意义。然而在聚变等离子体的边缘或是偏滤器等离子体的辐射冷却过程中,W的离化度一般较低,从而对较低离化度的W离子研究就显得十分重要。因此,本论文基于JTCostello和AMüller等人的实验,利用包含组态相互作用的准相对论的Hartree-Fock(HFR)方法,在理论上分析了W-W3+离子的4f和5p内壳层的激发,并对实验谱形状的产生做了相应的分析。除此之外,一些铝离子的光谱已经在一些星体和行星体的辐射光谱中被发现,对其光发射谱的研究将对天体物理光谱的诊断工作具有重要意义。本论文在分析激光诱导产生铝等离子体的EUV光发射谱的基础上,利用包含组态相互作用的准相对论的Hartree-Fock(HFR)方法,对AlIV-V离子的2pEUV光发射谱做了一个比较详细的研究。在研究过程中,也有一些新的发现,现将本论文研究的主要内容和结果总结如下:  (1)系统的给出来自于W-W3+离子的4f-5d,6d和5p-5d,6d跃迁的共振截面。对于每一个实验谱而言,5p-5d跃迁的共振截面无疑占据着主导的地位。对于这个最强的共振结构,随着离化度的增加,有着向高能区轻微的移动,并且有着逐渐减弱的趋势。此外,在较低能区4f-5d,6d共振贡献和在较高能区5p-6d共振贡献都是不能忽略的。  (2)相应的分析了来自于5p-5d跃迁的两个强的宽的非对称的共振谱峰。根据分析,每一谱峰都是5p3/2-5d和5p1/2-5d跃迁的共同作用的结果,而不是5p3/2-5d或者5p1/2-5d其中一组跃迁的结果。  (3)对8-20nm铝等离子体的发射谱进行识别,发现在此波长区间主要分布着AlIV-V离子。此外,无论是在实验谱识别还是在理论计算当中,AlV离子的光谱结构要比AlIV离子的复杂得多。对于AlV离子,不管是其基态还是激发态都有着较为复杂的耦合结构。
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