鎢因其高熔點和高濺射能量閾值、低濺射速率和低氘/氚滯留率而被選為磁約束聚變反應堆（如ITER,EAST和CFETR等）的偏濾器和面壁材料。同時,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構、性質、動力學過程和發(fā)射光譜對鎢雜質流的監(jiān)測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。本文利用基于相對論組態(tài)相互作用方法（RCI）的Flexible Atomic Code（FAC）程序,計算了基本的原子數(shù)據(jù)如能級、輻射躍遷能量和幾率、碰撞激發(fā)截面,構建并求解了恰當?shù)呐鲎草椛淠Ｐ?對電子束離子阱（EBIT）中觀測到的W¹³⁺–W¹⁶⁺離子的EUV光譜和W¹³⁺離子的可見光譜開展了理論研究。主要內容包括:1.利用RCI方法計算了W¹³⁺–W¹⁶⁺離子的能級、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算和實驗均吻合較好的結果。2.構建了合理的碰撞輻射模型,計算了在EBIT環(huán)境中,電子密度為10¹⁰

【文章來源】：西北師范大學甘肅省

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

實現(xiàn)受控核聚變反應的兩種主要方式：(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)通過對角化由多組態(tài)波函數(shù)構造的哈密頓矩陣，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和相應的能量本征值。得到原子態(tài)波函數(shù)后，即可計算相關的原子過程的性質和參數(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)計算，宇宙中有99%的物質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)的兩個關鍵參數(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之間跨越十幾個量級，密度可以從稀薄星系的3310m到白矮星的33310m之間跨越三十個量級，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產生等離子體電子束離子阱(EBIT)是一個能選擇性的產生并約束高電荷態(tài)離子的裝置，主要由電子槍、漂移管和收集極三部分構成[105,106]，基本結構如圖2.2所示。電子槍主要用來產生電子束。漂移管一般由三段或多段構成，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，這樣可形成一個軸向的勢阱，主要用來產生和約束高電荷態(tài)離子。中心漂移管的上方開有狹縫，用來注入中性粒子(低價態(tài)的離子)或觀測產生的離子發(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差從收集極一端將低價態(tài)的離子(1或2價)加速后注入阱區(qū)。電子槍和收集極基本處于相同的電位，漂移管相對于它們存在一個正的電勢差。電子槍產生的電子束通過高壓加速后進入漂移管阱內與注入的中性粒子或低價態(tài)離子不斷發(fā)生碰撞和電離，最終在阱區(qū)形成實驗所需的電荷態(tài)的離子。通過中心漂移管上方的狹縫，光譜儀可以對約束在阱內的高電荷態(tài)離子進行觀測。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的勢壘去除，讓EBIT阱區(qū)內的高電荷態(tài)離子沿著軸向穿過收集極而將其引出。圖2.2：EBIT的結構(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驗設備。由于電子槍產生的電子束能量單一并且連續(xù)可調，在理論上，它可以產生任意元素的任意價態(tài)離子。比如調節(jié)電子束能量低于某個特定閾值(電離能或者

【參考文獻】：
期刊論文
[1]2016年中國科技刷出新高度[J]. 王麗娜.  科技導報. 2017(01)

博士論文
[1]偏濾器部件綜合監(jiān)測與診斷系統(tǒng)研究[D]. 王興立.中國科學技術大學 2019
[2]EAST托卡馬克上聚變中子診斷技術研究[D]. 鐘國強.中國科學技術大學 2018
[3]邊界局域模熱負荷對鎢偏濾器靶板侵蝕的模擬研究[D]. 黃艷.大連理工大學 2016
[4]瞬態(tài)等離子體溫度光譜法診斷技術研究及應用[D]. 翟洋.南京理工大學 2014
[5]電子與離子碰撞激發(fā)過程的理論研究[D]. 王凱.復旦大學 2013
[6]基于上海EBIT裝置的Ar等離子體光譜研究及其對聚變等離子體光譜伴線研究的意義[D]. 耿志賢.復旦大學 2011
[7]基于上海EBIT裝置的若干原子過程實驗與理論研究[D]. 姚科.復旦大學 2009
[8]電子—離子碰撞激發(fā)過程的相對論理論研究[D]. 頡錄有.西北師范大學 2008
[9]碰撞等離子體的產生及其性質研究[D]. 歐陽亮.中國科學技術大學 2006

碩士論文
[1]Stark展寬用于計算EAST偏濾器脫靶等離子體電子密度的研究[D]. 徐峰.中國科學技術大學 2018
[2]鋰、錫注入影響鎢化學狀態(tài)、結構和硬度研究[D]. 王輝.大連理工大學 2015
[3]高電荷態(tài)鎢離子電子碰撞激發(fā)過程及輻射極化特性的研究[D]. 馬小云.西北師范大學 2013
[4]電子束離子阱（EBTT）中引出離子的演化[D]. 張偉.復旦大學 2011
[5]電子與原子（離子）碰撞截面研究[D]. 韓小英.清華大學 2004



本文編號：3480469