Радиационная кинетика и нелокальный перенос энергии в высокотемпературной плазме

• Автор: Кукушкин, Александр Борисович
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 349 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. КВАНТОВОМЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

КОНЦЕПЦИИ "КРАМЕРСОВСКОЙ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ"

(КрЭД). ТОРМОЗНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОНОВ НА МНОГОЭЛЕКТРОННЫХ ИОНАХ.

1.1. Метод 2-мерной квазиклассики в теории неупругих (включая многоквантовые) переходов электрона в центральном поле притяжения. Принцип соответствия и критерии классичности

1.1.1. Квазиклассическая волновая функция задачи рассеяния

в центральном поле

1.1.2. Квазиклассический матричный элемент радиационного

перехода в центральном поле

1.2. Обоснование КрЭД - нового классического метода расчета радиационно-столкновительных электрон-атомных процессов
1.2.1. Высокочастотная асимптотика классического спектра
излучения электрона в центральном поле притяжения
1.2.2. Обобщение "вращательного" приближения
1.2.3. Квазиклассическое описание высокочастотного спектра.
Критерии классичности спектра и сублинии.
1.2.4. О связи квазиклассичности движения электронов с классичностью спектра их излучения
1.3. Тормозное излучение (ТИ) электронов на многоэлектронных
атомах и ионах
1.3.1. ТИ на многоэлектронных атомах. Сравнение с экспериментом
1.3.2. Универсальная формула для спектра ТИ электронов на многоэлектронных ионах

Глава 2. ПОЛЯРИЗАЦИОННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ОБОБЩЕНИЯ МЕТОДА ЭКВИВАЛЕНТНЫХ ФОТОНОВ ФЕРМИ.
2.1. Поляризационное излучение как нерезонансное рассеяние эквивалентных фотонов (ЭФ). Универсальная связь спектров поляризационных и обычных радиационых
переходов. Обобщение метода ЭФ на квантовое движение
2.1.1. Метод эквивалентных фотонов Ферми для радиационно-столкновительных процессов
2.1.2. Возбуждение как поглощение ЭФ атомом
2.1.3. Диэлектронная рекомбинация как резонансная флюоресценция эквивалентных фотонов
2.1.4. Поляризационное излучение как нерезонансное рассеяние эквивалентных фотонов
2.2. Поляризационный связанно-связанный переход - новый
механизм релаксации возбуждения атома
2.3. Разрушение метастабильного атомного уровня как нерезонансное комбинационное рассеяние ЭФ. Универсальное аналитическое описание ударного и статического механизмов
2.3.1. Ударное уширение как нерезонансное комбинационное рассеяние эквивалентных фотонов
2.3.2. Обобщение поляризационного подхода на случай
статической поляризации
2.3.3. Поляризационный вклад электронов в интенсивность запрещенных линий в плазме с многозарядными ионами

2.4. Многофотонное вынужденное поляризационное излучения
многозарядных ионов в плазме в сильном лазерном поле
2.4.1. Многофотонное вынужденное тормозное излучения при произвольной квантовости движения. Приближение заданного тока для многофотонных процессов при столкновениях заряженных частиц с МЗИ.
2.4.2. Метод заданного тока для многофотонного вынужденного поляризационного излучения. Обобщение метода ЭФ на многофотонный случай
Глава 3. АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В РАДИАЦИОННОЙ КИНЕТИКЕ
3.1. Радиационный каскад в ридберговском атоме. Кинетика рекомбинации электронов на водородоподобный ион (обобщение радиационной части задачи Беляева-Будкера на квантовый случай). Законы подобия и универсализация результатов квантовых численных расчетов
3.1.1. Классическое кинетическое уравнение
3.1.2. Квантовое кинетическое уравнение в квазиклассическом
случае
3.1.3. Связь квазиклассического решения с квантовой каскадной матрицей. Алгоритм построения решения в общем квантовом
случае
3.1.4. Населенности атомных уровней при фоторекомбинационном источнике заселения
3.1.5. Квазиклассические законы подобия. Сравнение с квантовыми численными расчетами
3.2. Нестационарная кинетика ионизации/рекомбинации многоэлектронного атома в плазме
3.2.1. Ионизация тяжелой примеси в горячей плазме
3.2.2. Обобщение модели на случай переменной концентрации электронов

этом приводит к перемешиванию вкладов неклассичности движения и акта излучения.
В заключение обсуждения "двумерной" квантовой поправки отметим некоторое нетривиальное следствие из результата (1.45). Оно заключается в том, что для степенных потенциалов, удовлетворяющих условию (2-п)=1/Ы, где N -целое, численный коэффициент у вклада неклассичности движения оказывается равным нулю. Действительно, при выполнении вышеуказанного условия угол рассеяния электрона с нулевым моментом равен л, а сама траектория симметрична относительно оси рассеяния (отличие состоит. только в числе оборотов вокруг центра), так что соответствующая точка поворота радиального движения всегда лежит на оси рассеяния (3 =0,71), а вклады в квантовую поправку от ВФ начального и конечного состояний различаются только знаком (для случая кулоновского поля см. (1.25), (1.26), (1.45) с Мз1(г, .9) = М1(г, 5)), что непосредственно связано с симметрией траектории.
Обращение в нуль указанного численного коэффициента означает следующее: для кулоновского поля - проявление присущей ему общей "тенденции к классичности", для остальных полей этого подкласса - указание на возможное существование у них дополнительной (классической) симметрии типа кулоновской, а в целом - несущественность указанной "классичности" поля для классичности спектра, что и предопределяет саму возможность распространения свойства затянутой по классичности кулоновского спектра излучения на широкий класс полей.
(4Ь). Развитый выше метод 2-мерной квазиклассики в теории неупругих переходов частицы в центральном поле, включающий формализм предельного перехода Й=>0 для одноквантового неупругого перехода, может быть обобщен на случай многоквантовых (в том числе и индуцированных) переходов. Такое обобщение представляет интерес для задач радиационной кинетики в присутствии сильного лазерного поля (см. ниже раздел 2.4). Это позволяет, в обобщение