全裸重离子与氪原子碰撞中的K壳双电离研究

高能、高电荷态重离子（特别是高能全裸重离子）引起的靶原子内壳电离实验研究是一个很少被触及的领域。兰州重离子加速器冷却储存环及其实验环内靶装置为我们提供了利用宽能量范围多种全裸重离子研究原子K 壳双电离过程的机会。.本项目拟实验测量全裸碳、氩、氪、氙等重离子与氪原子碰撞诱发的X射线谱,获得靶原子特征X射线及其伴线和超伴线的产生截面，通过在宽能量范围内比较具有相同"扰动程度"（即q/v_ion相同）、但不同种类（即不同的v_ion/v_K）的全裸离子引起氪原子K壳层电离过程，探索全裸重离子极强扰动下靶原子的内壳电离机制及其在相对论能区的新特性，揭示相关物理图像，完善极强扰动下原子内壳电离的理论模型。

利用HIRFL-CSR实验环提供的52、95、146以及197 MeV/u的Xe54+离子,分别研究了不同扰动程度下的全裸离子引起氪、氙原子K壳双重电离过程。在X射线谱中观测到了明显的Kα伴线和超伴线，且超伴线与特征线峰面积的比值随离子能量降低而显著增大，证实了高电荷态重离子可以同时与靶原子两个1s电子发生强烈相互作用而造成大几率的靶原子K壳双重电离，同时也验证了本项目拟采取的研究方案可行性。理论上，基于多组态Dirac-Fock理论方法，结合Breit相互作用，量子QED效应等高阶效应，对Ar、Kr和Xe原子不同洞态情况下所辐射的K x-ray伴线和超伴线的能量进行了系统的计算。结合内壳电离的半经典近似方法和独立电子近似，研究了不同扰动程度下的全裸离子引起原子K壳双、单重电离的比值，并与实验结果进行了对比，分析了其中的偏差。完成了既定的研究目标