极化电子与高电荷态离子碰撞激发、电离过程的相对论理论研究

电子与高电荷态离子的碰撞激发、电离是高温等离子体中最重要的原子过程，碰撞中电子的自旋对激发能级的布居和辐射光谱的性质有着重要的影响。本项目拟在相对论多组态Dirac-Fock理论方法及相关原子结构计算程序包GRASP92和RATIP基础上，通过系统地考虑相对论效应、电子关联效应、Breit相互作用及轨道弛豫效应，特别是引入对碰撞电子自旋的考虑，发展和建立一套磁量子数层次下研究电子-离子碰撞激发、电离的全相对论扭曲波方法和计算程序，并对极化电子与高电荷态离子碰撞磁子能级间的激发、电离过程及辐射光谱的极化进行系统研究。同时，也对一些激发、电离的间接共振过程以及各种物理效应进行细致研究。希望通过这些研究，一方面能对电子离子碰撞的微观动力学有更为深入的了解，另一方面，能够提供大量天体物理、ICF、X射线激光研究急需的高精度碰撞参数，并为我国正在开展的高电荷态离子的实验研究提供理论支持。

本项目在相对论多组态Dirac-Fock 理论方法及相关原子结构计算程序包GRASP92/2K 和RATIP基础上，通过系统地考虑相对论效应、电子关联效应和Breit 相互作用，特别是入射及散射电子的极化，发展了一套有效处理极化电子与任意离子（或原子）碰撞磁量子数能级层次激发过程的相对论扭曲波理论方法和系统计算精细结构及磁子能级间电子碰撞激发的总截面、微分截面以及态多极、辐射光谱角关联参数，即积分和微分Stokes参数的相对论计算程序；利用新的程序，系统研究了极化电子与中性原子（Mg、Hg、Ga）以及高电荷态离子（如类H、类He和类Be离子及Ar6+，W65+—W71+，Au45+—Au50+等离子）的电子碰撞激发性质以及辐射光谱的极化度，探究了相对论效应、电子关联效应、Breit相互作用等对截面、Stokes及辐射光谱极化度的影响，以及谱线的不同产生机制对谱线极化度的影响；另外，项目组也细致研究了一些实验和应用研究普遍感兴趣的原子及高电荷态离子的能级结构、辐射和非辐射跃迁特性，并对电子与离子碰撞过程中的辐射复合和双电子复合等过程进行了研究，以及对处于等离子体环境中的原子（离子）的结构性质及碰撞激发属性等进行了研究，为相关的实验和应用研究提供了大量原子参数以及相应的理论支持。. 项目开展期间，发表SCI论文24篇，培养博士研究生3人，硕士研究生8人，获省级科技进步奖一项；同时，项目组成员积极参加学术会议，与国内外同行进行了广泛的学术交流和科研合作。