Теоретические основы методов диагностики корональной плазмы по рентгеновским спектрам многозарядных ионов

• Автор: Урнов, Александр Михайлович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 356 с. : ил.

В.1. Формулировка проблемы и ее актуальность

В.2. Содержание работы

В.З. Основные положения, выносимые на защиту

В.4. Научная новизна

В.5. Научная и практическая ценность работы

В.6. Апробация работы

Глава I. Рентгеновское излучение многозарядных ионов в корональной плазме

1.1. Введение

1.2. Общее описание спектров и методов их моделирования

1.2.1. Особенности и механизмы формирования коротко- 31 волновых спектров

1.2.2. Интенсивности спектральных линий

1.2.3. Прямая и обратная задачи спектроскопии
1.3. Теоретические подходы к задаче о возбуждении и из- 42 лучении атомных кулоновских резонансов
1.3.1. Введение
1.3.2. Асимптотический подход в теории электрон-ионных 50 столкновений
1.3.3. Динамика состояний атомных резонансов в электри- 60 ческом поле
1.4. Спектральные характеристики многозарядных ионов
1.4.1. Метод Z-paзлoжeний теории возмущений
1.4.2. Энергии ионных уровней

1.4.3. Вероятности радиационных и автоионизационных пе- 78 реходов
1.5. Методы расчета характеристик элементарных процес- 80 сов в корональной плазме
Глава II. Расчет К-спектров излучения многозарядных ионов в корональной плазме
2.1. Введение
2.2. Линейчатые спектры корональной плазмы вблизи ре- 86 зонансных линий [Не] ионов
2.2.1. Уравнения баланса и атомная модель
2.2.2. Скорости элементарных процессов
2.2.3. Результаты и обсуждение расчетов
2.3. Спектры диэлектронных сателлитов (ДС) резонансных 102 линий многозарядных ионов
2.3.1. Общая характеристика ДС
2.3.2. Интенсивность резонансных линий
2.3.3. Интенсивность ДС, возбуждаемых в процессе диэлек- 106 тронной рекомбинации (ДР)
2.3.4. Интенсивность ДС, возбуждаемых прямым электрон- ПО ным ударом
2.3.5. Результаты численных расчетов
2.4. Интенсивности ДС в плотной плазме
2.4.1. Уравнения баланса для системы близких автоиони- 115 зационных уровней
2.4.2. Относительные интенсивности ДС [Н] ионов
2.4.3. Относительные интенсивности ДС [Не] ионов

Глава III. Верификация атомных данных и методов рентгеноспектральной диагностики
3.1. Введение
3.2. Верификация атомных данных по спектрам Ка - 131 излучения ионов АгХУП в плазме токамака
3.2.1. Постановка задачи
3.2.2. Самосогласованный подход
3.2.3. Формулировка спектроскопической модели
3.2.4. Решение обратной задачи
3.2.5. Результаты измерений и расчетов
3.2.6. Заключение и выводы
3.3. Верификация атомных данных по спектрам Кд - 153 излучения ионов АгХУП в плазме токамака
3.4. Верификация скорости ДР по спектрам лазерной плаз- 161 мы
Глава IV. Поляризация рентгеновских линий многозарядных ионов, возбуждаемых электронным пучком
4.1. Физические аспекты и история вопроса
4.2. Поляризация линий в К-спектрах излучения многоза- 171 рядных ионов
4.2.1. Постановка задачи и общие выражения
4.2.2. Поляризация линий, возбуждаемых неупругим элек- 175 тронным ударом
4.2.3. Поляризационные свойства излучения диэлектрон- 177 ных сателлитов

1.3.2. Асимптотический подход в теории электроы-ионных столкновений
В стационарном подходе для процесса (1) выражение брейт-вигнеровского типа приведено в монографии [34], где оно было получено путем ряда приближений, в частности, ширина возбужденного уровня была введена искусственного для устранения особенности функции Грина на энергетической поверхности. Следуя аналогичному подходу, нетрудно получить это же выражение, используя борновское приближение. В данном приближении дипольный матричный элемент для излучения фотона в процессе (1) имеет вид
Мц, = /1 (Ф+ (г, Б))* е$ (г + Б.) ФГ (с К) <1г<т, (34)
где г,Б - расстояния до атомного и внешнего электронов; Ф0, Ф1 ~ волновые функции системы ион+внешний электрон в борновском приближении:
Фо (г, Б) = ф0(г)фр^+х; У J
фп (г) Ф*и (г') Ф0 (г')
Ео + р/2 - Еп - р2/2
г' — Б;Г
хеФ(к-к,)+«РіИ' 1 (35)
ФГ(г,Б) - Фі(г)еіріК +

У гр(К-Н')+гроН'
ХЄ Тг'-Б'Г
где Фо, Фі и Е0, Е! - волновые функции и энергии иона. Подставляя функции (35) в (34), получим выражение для матричного элемента М10 в виде суммы четырех типов слагаемых. Поскольку нас интересует резонансное рассеяние в процессе (142) (т.е. излучение линии), то оставим только резонансный член (т.е. пренебрежем тормозным излучением и высшими порядками теории возмущений по межэлектронному взаимодействию). Для учета радиационного затухания, введя в знаменатель мнимую добавку,
J У с/гДКДр—

+ РІ/2 - Еп -р2/2