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在原子与分子物理学的发展过程中,对电子与离子的碰撞问题的理论研究和相应的原子数据一直以来都是一项非常重要的课题。这一研究与天体物理、X射线激光以及可控核聚变的研究密切相关。而且可为我们研究所正在进行的电子束离子阱(EBIT)的实验研究提供相应的理论数据。本工作采用了全相对论扭曲波近似计算方法。在细致考虑了各种物理因素对计算结果的影响下,对若干离子和类氩等电子系离子开展了双电子复合(DR)和共振激发(RE)的理论研究。 一、我们细致计算了类钴钽离子基态的DR速率系数。(1)计算过程中考虑了类Co钽(Ta)离子通过七个类Ni离子双激发组态系列,即3s23p63d33/23d65/2nl,3s23p53d10nl,3s3p63d10nl,3s23p63d84lnl,3s23p53d941nl,3s3p63d94lnl(n≤25)和3s23p63dS5lnl(n≤9)对DR速率系数的贡献,计算中包括了相同n不同l的所有组态问的相互作用;(2)仔细分析了不同组态速率系数随l和n的变化,由此给出了l的截断值;(3)对高n组态贡献用能级到能级的方法外推;(4)在辐射退激的计算中包括了所有可能的辐射跃迁道(RS和NRS)对DR的贡献,以及级联衰变(DAC)过程对DR速率系数的影响;(5)与其他的理论计算作了比较,表明我们的计算更为精确;(6)给出了精确度较高的拟合公式。 这一工作已在《ChinesePhysicsB》发表,见附录。 同时本人也参与了课题组关于类钴等电子系离子双电子复合过程的理论研究。选取十个类钴等电子系离子Kr9+,Mo15+,Ag20+,Xe27+,Pr32+,Dy39+,W47+,Au52+,Kr58+和U65+进行了精确的能级到能级的计算。给出了细致计算得到的各类钴离子基态DR速率系数的拟合,得到了速率系数随核电荷数Z和电子温度变化的经验公式。讨论了BM公式的适用性。 这一工作已在《JournalofPhysicsB》发表,见附录。 二、我们细致系统地计算了原子序数Z=26-92的类氩等电子系离子基态的DR速率系数。(1)计算中考虑了类氩等电子系离子通过包括两种不同芯激发△n=0和△n=1的六个类K离子双激发组态系列3s23p53dnl,3s23p54lnl,383p63dnl’,3s3p64lnl,2s22p53s23p63dnl和2s2p63s23p63dnl(nl＜20)对DR,的贡献。包括了相同n’不同l’组态间的相互作用;(2)计算和讨论了不同Z离子各种芯激发的l’的截断值和DR速率系数随主量子数n’和DAC的变化规律,并讨论了不同Z离子的n1-3标度律对高n1组态计算的适用性;(3)比较了不同Z、不同芯激发在不同温度下对总的DR速率系数的相对贡献;(4)将计算结果与其他若干离子的理论值、实验值和BM公式作了比较;(5)拟合了所有这些类氩等电子系离子DR速率系数,给出了相应各离子的拟合参数。 这一工作已整理成文,将投稿《JournalofQuantitativeSpectroscopyRa-diativeTransfer》。 三、我们研究了类氩铁的碰撞激发过程并细致计算了类氩铁的能级,振子强度,190条能级间的碰撞强度和有效碰撞强度,同时将计算得到的数据与其他理论数据做了比较。计算中包括了如下一些组态的贡献:3s23p6,3s23p53d,3s3p63d,3s23p43d2,3s3p53d2,3p63d2,3s23paada,3s23p54l,3s3p64l,3s23p43d4l,3s3p53d4l,383p43d3,3s23p23d4,3s3pa3d4,3s23pa3d241和3s3p43d24l。计算中考虑了这些组态的相互作用。 在上述三方面的工作中主要研究特色是: ①这些计算有一定的理论意义和应用背景。 ②在我们计算中不仅是全相对论计算而且细致考虑了各种主要物理因素对计算结果的影响,相比其他理论,我们计算更为精确。其中大量类氩等电子系离子的DR速率系数的系统计算还未见过报导。 ③根据应用需要给出了相应的精度较高、应用方便的拟合公式。 上述工作得到国家自然科学基金和中国工程物理研究院原子与分子数据联合体项目的资助。