稠密等离子体中的原子过程与X-ray光谱

本项目提出考虑等离子体密度效应，引入核屏蔽因子，建立自洽离子球模型改进势函数，通过扩大活动空间方法和相对论多组态Dirac-Fock方法，研究处于稠密等离子体环境中的原子高离化态、高激发态能级结构，探讨等离子体密度对原子结构与原子过程的影响，获得稠密等离子体中的中高Z原子的精确结构数据；并利用该原子结构参数，改进散射矩阵，对电子－离子碰撞激发与电离、辐射复合、双电子复合等原子动力学过程的速率系数进行量子力学计算，探讨等离子体密度与高离化态原子的双激发自电离态能级的耦合作用，建立与稠密等离子体环境相关的双电子复合速率计算方法，和等离子体速率耦合方程，得到随等离子体密度和温度变化的离化态分布和激发态的布居数分布，模拟等离子体X-ray光谱（共振线和双电子伴线），为理解和诊断稠密等离子体状态奠定基础并提供有用数据，对推动惯性约束激光聚变、X-ray激光和实验室天体物理等的研究具有十分重要的意义。

本项目主要研究了部分高离化态原子体系的能级结构和光谱跃迁性质，在等离子体环境中原子动力学过程的速率系数和X-ray发射光谱，等离子体密度效应对高离化态原子结构和原子动力学过程的影响，此外，针对光与分子或者原子的相互作用，初步研究了分子的双光子激发过程，激光电子加速以及激光冷却分子等过程。主要进展包括：1.较详细地研究了多电子原子体系的电子关联效应，研究表明高离化态原子内壳层电子与价电子关联（CV关联）对于原子结构参数计算是最重要的，相关研究成果发表在Phys.Rev.A, Phys.Scr., Eur.Phys.J.D,Atom.Data & Nulc.Data Table等期刊上。2. 对等离子体中的碰撞激发、碰撞电离、双电子复合、辐射复合等过程进行了研究, 其计算结果与其他理论以及实验值符合的较好，且分别讨论了影响计算结果的因素，其相关结果发表在，Eur. Phys. J. D, Chin. Phys. B, Phys. Scr. 等期刊上。 3.考虑等离子体密度的屏蔽效应，建立和完善了自洽离子球模型，并在相对论原子结构计算程序Grasp2k基础上，编写了考虑等离子体环境效应的离子球（IS）模型程序和自洽场离子球（SCFIS）模型程序，SCFIS模型中自由电子对核的屏蔽效应随着密度的增加而增加，随着温度的增加而减小并接近于IS模型；得到了类氦Mo 离子k线系的两条电偶极辐射光谱能量随不同等离子体环境的变化关系。相关研究部分成果已成文投Phys.Rev.A等期刊。4. 对分子的双光子激发进行了初步地研究，分析了讨论了影响双光子激发几率的因素，相关成果已发表在Acta Physica Sinica期刊。5. 对超短超强激光电子加速问题进行了研究，提出了一种新的电子加速方案，提升了激光能量转化为电子加速动能的效率，相关成果已发表在强激光与粒子束期刊。6. 激光冷却分子的理论研究与预测。给出了激光冷却分子的方案，从理论上证实了MgF, BaF和AlCl+ 是较好的激光冷却候选分子。相关结果发表在Phys.Rev.A等期刊。