双电子复合过程对激光等离子体中电荷态分布的影响研究

发布时间：2022-09-17 17:59

　　激光等离子体从产生到膨胀冷却的过程中存在着复杂的电离和复合等原子过程。这些原子过程之间的相互作用决定了等离子体的状态,使得等离子体具有复杂的光谱结构和较大的电子温度、电子密度梯度等特点。双电子复合（Dielectronic recombination,DR）过程在决定等离子体的电离平衡和电荷态分布中发挥了非常重要的作用。本文通过研究DR过程对激光等离子体电荷态分布的贡献,揭示其对等离子体辐射特性和动力学演化行为的影响,预期为天体物理、软X射线光源和受控核聚变等领域的研究提供重要的参考。本论文,在Colombant和Tonon提出的稳态碰撞辐射（Collisional-radiative,CR）模型的基础上构建了包含DR过程的三种稳态CR模型。以激光Si等离子体为例,通过上述模型的对比分析,明确了DR过程对激光Si等离子体的电子温度、电子密度和电荷态分布等信息的影响。具体工作包含以下两个方面:（1）详细分析了影响DR速率系数的三个主要因素:辐射跃迁末态与DR速率系数的关系、不同芯激发系列的DR速率系数随俘获电子的轨道角动量l’的变化情况、不同芯激发系列的DR速率系数随俘获电子的主量子数n... 

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【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 研究意义
    1.2 激光等离子体概述
    1.3 双电子复合的研究现状
    1.4 研究思路
    1.5 论文内容及结构安排
第2章 激光等离子体光谱的时空分辨测量装置
    2.1 时空分辨激光等离子体光谱测量装置
        2.1.1 激光器
        2.1.2 极真空紫外光谱光谱仪
        2.1.3 时序和空间控制系统
    2.2 时间分辨测量
    2.3 空间分辨测量
    2.4 小结
第3章 理论方法
    3.1 电荷态分布的理论方法
        3.1.1 局域热力学平衡模型
        3.1.2 日冕模型
        3.1.3 碰撞辐射模型
    3.2 双电子复合理论方法
        3.2.1 双电子复合截面和速率系数
        3.2.2 外推法
        3.2.3 FAC程序包的简介
    3.3 ADAS数据库
        3.3.1 ADF09数据格式
        3.3.2 ADF11数据格式
    3.4 小结
第4章 Si~(6+)-Si~(4+)离子的双电子复合速率系数
    4.1 各种因素对DR速率系数的影响
        4.1.1 辐射跃迁末态与DR速率系数的关系
        4.1.2 各个芯激发系列的DR速率系数与l’的关系
        4.1.3 各个芯激发系列的贡献与主量子数n’的关系
    4.2 总的DR速率系数
    4.3 总的DR速率系数与ADAS数据库中的DR速率系数的比较
    4.4 小结
第5章 激光Si等离子体的电荷态分布研究
    5.1 Si等离子体的EUV发射光谱测量及分析
    5.2 速率系数随电子温度和电子密度的演化
    5.3 实验光谱与理论模拟光谱的比较
    5.4 等离子体状态参数的时间演化
        5.4.1 电子温度和电子密度
        5.4.2 各原子过程的速率系数
        5.4.3 离子丰度和平均离化度
    5.5 小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]直接等离子体注入模式下激光离子源与RFQ匹配的模拟研究[J]. 金钱玉,赵环昱,张俊杰,沙杉,张周礼,李章民,刘伟,张雪珍,孙良亭,赵红卫.  原子核物理评论. 2015(S1)

博士论文
[1]双电子复合过程的相对论理论研究[D]. 符彦飙.西北师范大学 2009
[2]激光产生的锡、碘和金等离子体极真空紫外光谱的分析和模拟[D]. 苏茂根.西北师范大学 2009

硕士论文
[1]基于碰撞辐射模型的激光等离子体光谱分析与模拟[D]. 王博.西北师范大学 2018



本文编号：3679692