2-17 等离子体中的原子物理过程实验

杨国洪 张继彦 张保汉 周裕清

　　研究了高Z元素(⁷⁹Au、⁶⁶Dy、⁶⁴Gd和⁵⁴Xe 等)高离化度的类镍离子及其附近等电子序列离子的双电子复合、内壳层跃迁过程。计算了双电子复合伴线的中心波长和强度。计算了内壳层跃迁过程的线谱的波长和强度。在星光Ⅱ激光装置上测量和初步识别了激光等离子体XUV(5.0～30.0nm)范围的X射线发射谱。

　　(1)用未分辨跃迁组(UTA)模型，对高Z元素⁷⁹Au、⁷²Hf 、⁶⁴Gd的类镍、类铜和类锌离子的双电子复合过程进行了研究。用UTA理论和Cowan程序，计算了高Z元素⁷⁹Au、⁷²Hf、⁶⁴Gd类镍离子3d¹⁰～3d⁹nl(n =4～9) 6条谱线中心波长和相对强度，波长在0.27～0.85nm内。

　　计算了类铜离子3d¹⁰nl～3d⁹n’l’n”l” 4 l条谱线的中心波长和相对强度，``波长在0.37～0.86nm范围。计算了类锌离子3d¹⁰nln’l’～3d ⁹n’l’n’’’ l’’’ nl 30条谱线的中心波长和相对强度，波长在0.48～0.86nm范围内。计算了类镓离子3d¹⁰4s²4l～3d⁹4s²4l’4l”(l=1,2;l”=3)，3d¹⁰4s²5l～3d⁹4s²4f5l¢ (l,l’=0～4)，3d¹⁰4s²6l～3d⁹4s²4f6l’(l,l’=0～4)的14条谱线的中心波长和相对强度，波长为0.48～0.86nm。计算了类锗离子0.49～0.87nm的3d¹⁰4s²4pnl～3d⁹4s²4pn’l’n”l”(nl,n’l’, n”l”=4p,4d,4f,5s, 5p,5d,5f,5g)的10条谱线的中心波长和相对强度，波长为0.49~0.87nm。用UTA理论和Cowan程序计算了类铜离子 nl4f(n=4,5,6,7,8; l=0,1,2,3), nl5f(n=5,6,7,8;l=0,1,2,3), nl6f(n=4,5,6,7,8; l=0,1,2,3)和类锌离子4l4l’4f, 4l5l’4f, 4l6l’4f, 5l5l’4f, 5l6l’4f, 6l6l’4f; 4l4l’4f; 4l5l’5f, 4l6l’5f, 5l5l’5f, 5l6l’5f, 6l6l’5f; 4l4l’6f, 4l5l’6f, 4l6l’6f, 5l5l’6f, 5l6l’6f, 6l6l’6f 跃迁在0.1eV～2keV内15种等离子体电子温度下总的双电子复合速率系数。

　　(2) 对高Z元素内壳层跃迁过程进行了较细致的研究。应用Cowan程序对高Z元素⁷⁹Au、⁶⁶Dy、⁶⁴Gd和⁵⁴Xe的类钴离子3s²3p⁶3d⁹～3s²3p⁵3d⁹nl(nl=4s,4d,5s,5d)以及3s²3p⁶3d⁹～3s3p⁶3d⁹nl(nl=4p,5p)共计6种内壳层跃迁过程进行了计算。对类镍离子的3s-np(n=4,5),3p-nl(nl=4s,5s,4d, 5d)的6种内壳层跃迁进行了计算。对于类铜离子，计算了3p⁶3d¹⁰4l～3p⁶3d¹⁰4l¢ (l - l¢ :s-p,d-f)以及3s4p²～3s4s4p, 3s4p4f～3s4p4d，3p⁵4p4d～3p⁵4s4d，3p⁵4d4f～3p⁵4d²的6种内壳层跃迁。

　　(3)高Z元素XUV区发射谱实验研究。在1998年的激光打靶实验中，主要完成了Xe、Gd、Dy、Au在XUV区域的X射线发射谱实验测量和初步分析。对Gd、Dy、Au用HIREFS-SXR-1.75平焦场光栅谱仪测量了5.0～15.0nm内的软X射线发射谱。对于高Z元素由于同一电荷态的激发能级特别多，使得大量密集的谱线集中在一起，形成不可分辨的半连续带，形成带状结构谱，只有极少数相对较强的线谱。特别是更重的Au元素，几乎是带谱。因此，识谱较难，详细的辨认将继续进行。

　　对于⁵⁴Xe气体元素，用自行研制改良后的新型平焦场光栅谱仪，测量了1.2～30.0nm范围的X射线发射谱。初步辨认了类铬离子3d⁶～3d⁵4l(l=1,3)，类锰离子3d⁷～3d⁶4l(l=1,3)，类铁离子3p⁶3d⁸～3p⁵3d⁹，3d⁸～3d⁷4l(l=1,3)，类钴离子3p⁶3d⁹～3p⁵3d¹⁰，3d⁹～3d⁸4l(l=1,3)，类镍离子3d¹⁰～3d⁹4l(l=0,1,3)，类铜离子4s-4p，4p-4d，4p-4f，类锌离子4s²-4s4p 这些跃迁产生的约50条谱线。详细的辨认将继续进行。