天体物理相关的高电荷态离子双电子复合实验研究

发布时间：2024-06-06 01:15

　　双电子复合是聚变等离子体和天体等离子体中最基本的反应机制,复合速率系数是计算等离子体中电荷态分布和模拟等离子体环境辐射谱线的重要参数。配备有电子冷却器的重离子冷却储存环是开展高分辨电子-离子碰撞反应研究的理想平台,基于储存环的双电子复合实验可以获取高精度的双电子复合速率系数,为天体物理和聚变科学研究提供基准数据,同时为理论模型和计算程序提供严格的实验检验。本论文的研究工作着眼于与天体物理相关的高电荷态离子,在兰州重离子加速器(Heavy-ion Research Facility in Lanzhou,HIRFL)冷却储存环主环(main Cooler Storage Ring,CSRm)上,利用合并束方法测量了类铍钙离子与类氟镍离子的双电子复合速率系数,搭建了基于多丝正比室的高电荷态离子探测器系统,在实验环(experimental Cooler Storage Ring,CSRe)上成功开展了类钠氪离子的双电子复合实验,为进一步开展高电荷态离子的双电子复合精密谱学研究奠定了基础。论文的主要内容分为以下两个部分:1、基于HIRFL-CSRm,利用合并束方法首次测量了类铍钙离子和类氟镍...

【文章页数】：116 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 双电子复合的基本概念
    1.2 双电子复合的研究意义
        1.2.1 X射线天文学
        1.2.2 聚变反应研究
        1.2.3 离子能级结构
    1.3 双电子复合研究的早期历史
    1.4 双电子复合研究现状
        1.4.1 电子束离子阱
        1.4.2 重离子冷却储存环
    1.5 本文研究的内容与意义
第二章 双电子复合实验装置
    2.1 电子冷却装置
        2.1.1 束流冷却
        2.1.2 调制系统
    2.2 束流诊断设备
        2.2.1 肖特基频谱
        2.2.2 直流电流互感器
        2.2.3 束流包络探测器
        2.2.4 束流位置探测器
    2.3 复合离子探测器
        2.3.1 闪烁体探测器
        2.3.2 多丝正比室
        2.3.3 数据获取系统
第三章 数据分析与处理
    3.1 双电子复合速率系数谱
        3.1.1 电子-离子碰撞能量
        3.1.2 复合速率系数
    3.2 双电子复合共振峰形
    3.3 理论数据的处理
    3.4 实验误差分析
    3.5 等离子体速率系数
第四章 ⁴⁰Ca¹⁶⁺和⁵⁸Ni¹⁹⁺离子的双电子复合实验
    4.1 实验方法概述
    4.2 类铍钙离子
    4.3 类氟镍离子
    4.4 本章小结
第五章 CSRe上的双电子复合实验
    5.1 研究动机
    5.2 实验结果
    5.3 分析讨论
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
        6.2.1 类铍等电子序列
        6.2.2 原子物理数据
        6.2.3 原子核效应
        6.2.4 强流重离子加速器
参考文献
附录A 扁平麦克斯韦分布
附录B ⁵⁸Ni¹⁹⁺的双电子复合共振
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果



本文编号：3990084