中高Z离子内壳层光谱特性的实验和理论研究

中高Z高离化态离子的能级结构及其内壳层激发态衰变特性的研究一直是人们非常感兴趣的课题之一。然而由于受到自身结构的复杂性，实验仪器及其精度和理论方法等方面的限制，目前系统的研究较少且相关数据缺乏。本项目首先以钨和锡元素为研究对象，利用双激光等离子体吸收光谱技术和等离子体发射光谱技术，紧密结合理论计算，系统研究高离化态钨和锡离子的原子结构和光谱特性，研究激光等离子体中由于粒子间的相互作用导致的激发、退激发、电离、双电子复合等动力学过程，并开展聚变过程中钨杂质的辐射损失和EUV光刻光源的应用研究。进一步通过对镧(La)和铕(Eu)等稀土元素的光吸收谱研究，探索等离子体中的各种参数与实验条件的内在关系。希望通过本项目的研究，能够填补相关尚属空白的原子数据，研究结果能够为ITER装置中的光谱诊断、EUV光刻光源的研制及其他领域的应用研究提供借鉴。

激光等离子体光谱技术是开展高离化态离子原子结构、衰变特性以及相关应用研究中常采用的一种基本的、重要的方法。本项目中，我们搭建完成了双激光等离子体吸收光谱测量装置，以及单、双脉冲激光等离子体发射光谱测量装置，编写完成了基于稳态碰撞辐射模型的高离化态离子光谱模拟程序。并利用相关的原子结构计算程序，计算了钨和硅等元素高离化态离子的能级和跃迁数据，理论模拟了EUV波段的内壳层激发态光谱，成功解释了实验光谱的形成，并给出了相对应的电子温度和电子密度参数；研究了类Br钨离子的双电子复合过程，计算获得了全温区的双电子复合速率系数，并通过拟合给出了半经验公式；分析研究了类F离子K壳层洞态的辐射和Auger衰变特性，给出了辐射宽度、Auger宽度及荧光产额与核电荷数Z的近似关系式。并利用激光等离子体诱导击穿光谱技术，开展了固体和液体样品中重金属元素的快速检测以及提高检测限的研究。