等離子體輻射不透明度理論研究——超越平均原子模型模擬等離子體離子布居.pdf

1、在當(dāng)前的慣性約束核聚變（ICF）研究中，高溫高密等離子體的輻射性質(zhì)是一個(gè)重要的研究課題。為了對(duì)ICF等離子體進(jìn)行理論模擬和診斷分析，需要與等離子體的X射線吸收譜和發(fā)射譜相關(guān)的物理參數(shù)，這通常需要考慮各個(gè)電離度各種離子能態(tài)和其相互間巨大數(shù)目的躍遷過(guò)程。為了滿足實(shí)際應(yīng)用的需要，人們常常采用平均原子（AA）模型統(tǒng)計(jì)地處理這些離子的布居。然而，這種平均原子以及相關(guān)物理參數(shù)（如平均軌道能，平均軌道速率系數(shù)等）只適用于描述等離子體中電離度豐度最大的

2、離子，對(duì)于其它電離度的離子則不能很好地描述。所以采用AA模型計(jì)算得到的離子布居與真實(shí)情況存在一定的差異。正是由于這個(gè)原因，前人通過(guò)修正二項(xiàng)式分布公式，做了一些超越AA模型的嘗試，但是其AA模型的平均軌道能和離子組態(tài)模型的軌道能都采用了 More’s 屏蔽類氫原子結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行近似處理。然而，對(duì)于精密物理的要求來(lái)說(shuō)，需要分別自洽地計(jì)算平均原子的軌道能和各種離子的組態(tài)能量。我們發(fā)展了一套在超越AA模型的層次上自洽地計(jì)算等離子體布居的方法。在第

3、3章中系統(tǒng)而詳細(xì)地闡述該超越平均原子模型的理論方法。該方法可以較好地處理局域熱動(dòng)平衡（LTE）等離子體離子布居，并預(yù)期能夠有效地處理非局域熱動(dòng)平衡（n-LTE）等離子體離子布居。 為了處理n-LTE等離子體中離化態(tài)原子的布居，需要將AA模型平均電子軌道的約化反應(yīng)速率系數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的校正，得到細(xì)致組態(tài)的反應(yīng)速率系數(shù)。在本文第四章中，我們以光電離過(guò)程為例，具體分析溴元素約化光電離截面隨電離度變化的規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，我們提出由AA模型