鎢因其高熔點(diǎn)和高濺射能量閾值、低濺射速率和低氘/氚滯留率而被選為磁約束聚變反應(yīng)堆（如ITER,EAST和CFETR等）的偏濾器和面壁材料。同時(shí),鎢離子的發(fā)射光譜有助于診斷高溫聚變等離子體的電子溫度、電子密度等參數(shù)。因此,研究鎢離子的原子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、動(dòng)力學(xué)過程和發(fā)射光譜對(duì)鎢雜質(zhì)流的監(jiān)測(cè)與控制以及診斷聚變等離子體狀態(tài)參數(shù)具有重要意義。本文利用基于相對(duì)論組態(tài)相互作用方法（RCI）的Flexible Atomic Code（FAC）程序,計(jì)算了基本的原子數(shù)據(jù)如能級(jí)、輻射躍遷能量和幾率、碰撞激發(fā)截面,構(gòu)建并求解了恰當(dāng)?shù)呐鲎草椛淠Ｐ?對(duì)電子束離子阱（EBIT）中觀測(cè)到的W¹³⁺–W¹⁶⁺離子的EUV光譜和W¹³⁺離子的可見光譜開展了理論研究。主要內(nèi)容包括:1.利用RCI方法計(jì)算了W¹³⁺–W¹⁶⁺離子的能級(jí)、輻射躍遷能量和幾率、電子碰撞激發(fā)截面等原子參數(shù),得到了與其他理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)均吻合較好的結(jié)果。2.構(gòu)建了合理的碰撞輻射模型,計(jì)算了在EBIT環(huán)境中,電子密度為10¹⁰

【文章來源】：西北師范大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

實(shí)現(xiàn)受控核聚變反應(yīng)的兩種主要方式：(a)慣性約束聚變(ICF)和(b)磁約束聚變(MCF)

第2章理論方法12其中kib為各組態(tài)波函數(shù)的混合系數(shù)，它滿足歸一化條件ikib12(2.10)通過對(duì)角化由多組態(tài)波函數(shù)構(gòu)造的哈密頓矩陣，kkkEH(2.11)其中H為哈密頓矩陣，矩陣元可以表示為JMJMH)(Ψ)(Ψjiij(2.12)其中Η為哈密頓算符，可以得到系數(shù)矩陣kib和相應(yīng)的能量本征值。得到原子態(tài)波函數(shù)后，即可計(jì)算相關(guān)的原子過程的性質(zhì)和參數(shù)。2.2等離子體中的原子過程等離子體廣泛的存在于宇宙中。根據(jù)計(jì)算，宇宙中有99%的物質(zhì)都是以等離子體的形式存在的。等離子體的溫度和密度是描述等離子體狀態(tài)的兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。等離子體的溫度可以從磁約束核聚變的891010K到超冷等離子體的610K之間跨越十幾個(gè)量級(jí)，密度可以從稀薄星系的3310m到白矮星的33310m之間跨越三十個(gè)量級(jí)，如圖2.1所示。圖2.1：等離子體的溫度與密度(Copyright2010,ContemporaryPhysicsEducationProject).

第2章理論方法192.5.1EBIT產(chǎn)生等離子體電子束離子阱(EBIT)是一個(gè)能選擇性的產(chǎn)生并約束高電荷態(tài)離子的裝置，主要由電子槍、漂移管和收集極三部分構(gòu)成[105,106]，基本結(jié)構(gòu)如圖2.2所示。電子槍主要用來產(chǎn)生電子束。漂移管一般由三段或多段構(gòu)成，并且各段分別加有不同的電壓，中間段電壓較低，兩端電壓較高，這樣可形成一個(gè)軸向的勢(shì)阱，主要用來產(chǎn)生和約束高電荷態(tài)離子。中心漂移管的上方開有狹縫，用來注入中性粒子(低價(jià)態(tài)的離子)或觀測(cè)產(chǎn)生的離子發(fā)射的光譜。收集極主要用來收集減速后的電子，也可以利用漂移管和收集極之間的電勢(shì)差從收集極一端將低價(jià)態(tài)的離子(1或2價(jià))加速后注入阱區(qū)。電子槍和收集極基本處于相同的電位，漂移管相對(duì)于它們存在一個(gè)正的電勢(shì)差。電子槍產(chǎn)生的電子束通過高壓加速后進(jìn)入漂移管阱內(nèi)與注入的中性粒子或低價(jià)態(tài)離子不斷發(fā)生碰撞和電離，最終在阱區(qū)形成實(shí)驗(yàn)所需的電荷態(tài)的離子。通過中心漂移管上方的狹縫，光譜儀可以對(duì)約束在阱內(nèi)的高電荷態(tài)離子進(jìn)行觀測(cè)。而電子束則通過漂移管后被逆向高壓減速，最終被收集極收集。若把EBIT作為離子源，則可以將漂移管上右側(cè)的勢(shì)壘去除，讓EBIT阱區(qū)內(nèi)的高電荷態(tài)離子沿著軸向穿過收集極而將其引出。圖2.2：EBIT的結(jié)構(gòu)(ReviewsofModernPhysics,90,045005,2018).綜上所述，電子束離子阱(EBIT)是一種集光源與離子源于一身的中小型實(shí)驗(yàn)設(shè)備。由于電子槍產(chǎn)生的電子束能量單一并且連續(xù)可調(diào)，在理論上，它可以產(chǎn)生任意元素的任意價(jià)態(tài)離子。比如調(diào)節(jié)電子束能量低于某個(gè)特定閾值(電離能或者

【參考文獻(xiàn)】：
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