《稠密電漿中高離化態原子的光電離過程研究》是依託四川大學，由蔣剛擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：稠密電漿中高離化態原子的光電離過程研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：蔣剛
- 依託單位：四川大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
中高Z元素高離化態離子的光電離過程研究在很多領域都有重要套用。在強雷射場和稠密電漿環境中，高離化態離子的光電離過程是主要的原子動力學過程之一，影響稠密電漿的離化平衡。基於此，本項目擬以相對論量子力學為基礎，系統研究在強雷射場和電漿環境下中高Z元素高離化態離子的光電離過程。通過比較在不同雷射場和電漿環境中，光電離過程的規律性特徵，研究強雷射場和電漿環境對光電離過程的影響。對於無外場無電漿環境情況，採用相對論多組態Dirac-Fock理論結合R矩陣理論方法研究；對於強雷射場作用下，採用LOPT理論和R矩陣弗洛凱理論（或IMST理論）進行研究；在此基礎上，基於自洽離子球模型考慮電漿環境效應對光電離過程的影響。通過系統地探討了強雷射場和電漿環境對中高Z元素高離化態光電離過程的影響，深化對相應過程的認識，為實驗提供指導，具有很大的理論研究意義。
結題摘要
光電離過程是稠密電漿中的主要原子動力學過程之一，決定和影響著電漿的離化平衡，研究此過程，對認識稠密電漿中的原子結構、光譜特性有著重要意義，對建立電漿狀態的診斷方法和技術具有重要參考價值。本項目研究主要包括：1.研究了Sc2+和P2+離子的光電離過程，較好地區分了實驗與理論的共振峰結構之間的差異，得出通道耦合效應是影響光電離截面的主要因素之一，計算結果與實驗值及其他理論值展現出較好的一致性；獲得了N-like ions (Na-Ca) 在電子溫度 (104 -107 K)內電子碰撞激發過程的有效碰撞強度，為電漿光譜模擬提供了可靠的原子參數；探討了Na原子的內殼層光電離及其俄歇衰變，表明組態相互作用是影響其光電離以及俄歇過程的因素之一，為進一步研究鹼金屬原子的內殼層動力學過程奠定了一定的理論基礎。2.研究了X-ray自由電子雷射（XFEL）與Ne相互作用過程，闡述了Ne在2000eV的XFEL下空芯原子產生的電離機制，結果表明空芯原子與裸核都會降低Ne的平均光電離截面，從而表現出X射線透明現象；建立速率耦合方程研究了Ne的電荷態分布隨XFEL參數的變化規律，結果表明當脈衝寬度小於10fs時，電荷態的布居有著相對複雜的變化；但當脈衝寬度大於10fs時，電荷態布居基本保持不變。3.改進了現有基於均勻電子氣分布的離子球模型，既維持了整個離子球滿足電中性條件，又允許束縛電子隧穿至離子球外面，保證了波函式的連續性要求，並用此新模型研究了稠密電漿中類氦離子的原子結構與躍遷光譜，得到可觀測光譜的臨界電子密度與實驗結果符合得更好，優於其他理論結果。4. 基於FERM3D理論，編寫了三維有限元R矩陣計算程式並研究了H2、O2、N2、CO、CO2、C6H6以及CH4等小分子的光電離截面變化規律，結果表明同一分子系統的不同電子軌道存在不同的光電離截面變化趨勢。上述研究結果對進一步的研究具有指導意義。
