开4d/4f结构钨离子双电子复合过程及辐射跃迁特性的相对论理论研究

Dielectronic recombination (DR) is a important atomic pro- cess in electron-ion collisions. Accurate DR cross sections and rate coefficients are essential for studying the ionization balance of highly ionized ions in hot plasmas.Tungsten (W) was chosen for the armor material of plasma facing component of ITER due to its high melting point thermal conductivity, its low tritium retention and erosion rate under plasma loading. Investigations on the DR process and spectrum properties of tungsten are helpful for monitoring and controlling the tungsten impurity influx in the fusion plasma and optimizing the plasma performance. It is also helpful to understand the electron correlation and cascade effects in high Z ions with complex structure.The multiconfiguration Dirac-Fock and relativistic configuration interaction method are used to investigate the initial state level boltzmann distribution, inner-shell electron excitation and cascade effect of doubly excited state for tungsten ions with complex structure. DR process and radiative transition for open 4d/4f shell are investigated. Forbidden transitions are also investigated, it are useful Plasma diagnostics. Furthermore, the accurate atomic data of W ions will be obtained which is helpful for the fusion plasma diagnostics.

双电子复合(DR)过程是一个重要的电子－离子非弹性碰撞过程，精确的DR截面和速率系数是实验室高温等离子体中研究等离子体电离平衡和光谱分析的重要参量。钨由于其优良的物理化学性质而被选作ITER 面向材料。深入研究钨离子的DR过程及光谱性质有助于在磁约束核聚变等离子体中监测和控制钨离子杂质流、优化等离子体性能，也有助于理解复杂结构重离子中的电子关联效应、级联效应。本项目拟利用相对论理论方法，考虑初态能级boltzmann分布，内壳层电子激发，双电子激发态退激发的级联效应，组态相互作用，开展复杂结构钨离子的开4d、4f壳层的双电子复合过程及光谱特性的研究。分析各类效应的贡献，同时寻找可用于参数诊断的禁戒线，并进行DR伴线修正，为聚变等离子体光谱模拟以及温度和密度诊断提供参考。

双电子复合(DR)过程是一个重要的电子－离子非弹性碰撞过程，精确的DR截面和速率系数是实验室高温等离子体中研究等离子体电离平衡和光谱分析的重要参量。钨由于其优良的物理化学性质而被选作ITER 面向材料。深入研究钨离子及等电子系列的DR过程及光谱性质有助于在磁约束核聚变等离子体中监测和控制钨离子杂质流、优化等离子体性能，也有助于理解复杂结构重离子中的各类效应的影响。. 本项目对W36+，W37+，W27+-W29+，W3+-W14+，W41+至W46+离子的能级结构，光谱和DR过程进行了理论研究，对初态能级boltzmann分布，内壳层电子激发，辐射末态为双电子激发态的退激发的级联（DAC）效应，组态相互作用等的贡献进行了研究分析，对可用于参数诊断的禁戒线进行了DR伴线的影响分析。对基组态为4s24p64d9结构的W，Au，At，Ba，Gd，Hf，Hg，I，Os，Pb，Re，Sb，Ta，Tb，Tl，Xe等电子系列的DR过程进行了计算，考察了这些离子的激发、辐射通道，组态相互作用，DAC效应以及初态能级分布对DR速率系数的影响。分析研究了各类效应随着原子序数Z的变化规律。分析总结了DR速率系数随原子序数的变化规律，得到了适用的经验拟合公式。研究结果不仅对复杂结构离子DR过程的理论研究有贡献，而且对ITER、EUV光刻光源等实际应用的等离子体谱的模拟、诊断等都具有实际应用价值。