2-39 高温稠密等离子体电子离子直接碰撞激发截面的研究

田明锋 孟续军

　　在高温稠密等离子体内，由于电子的热运动，产生了各种电子- 离子碰撞过程，其中电子- 离子直接碰撞激发就是一种很重要的物理过程。电子离子碰撞调节了等离子体内电子的布局数，使之从非平衡走向平衡。电子- 离子的碰撞激发、离化导致电子在能级之间发生跃迁，影响能级的寿命，导致能级增宽，因而使谱线变宽，这种效应对研究等离子体辐射不透明度DTA（Detailed Term Accounting）模型具有重要的意义。因为在DTA模型中，对不透明度的贡献来自众多的离子类型和物理宽度。目前，天然宽度、Doppler宽度理论比较成熟，但碰撞展宽基本上处于一种半经验公式状态。在某种情况下，半经验公式会给出“荒谬”的结果，导致不透明度数值极不可靠。研究这个问题就是为了给不透明度研究找到一种比较容易计算、而且实用的机制，使它的宽度机制变得相对完整一些。

　　应用含温有界平均原子模型，采用Younger公式和分波法研究了高温稠密等离子体内电子离子直接碰撞激发的截面。在激发阈值附近，发现了分波共振现象，并对这个现象产生的机制作了分析。计算结果与其他用平面波处理正能态波函数计算的结果进行了比较，在高能量处两者是相似的，但在低能量处，对于有的离子，两者的结果相差很大。出现以上差别的原因，主要是由于平面波处理的正能态波函数隐含的分波数不足，在跃迁阈值附近反映不出共振现象，而采用分波法能够反映出分波共振现象。

　　研究表明：应用含温有界平均原子模型，采用Younger公式和分波法研究高温稠密等离子体内电子离子直接碰撞激发的截面，是一种行之有效的方法，数值计算可以得出较好的结果。随着等离子体温度和密度条件的改变，可能有不同的分波产生共振现象，并且在激发阈值附近的小范围内对激发截面产生很大的贡献。