Dvikartinė volframo atomų ir pirmųjų jonų jonizacija elektronų smūgiu

Anotacija

Volframas, kaip labai atspari danga, naudojamas naujos kartos tokamako įrenginiuose, numatomas naudoti ir projektuojamame ITER tokamake. Tačiau net nedideli jo kiekiai, patekę nuo įrenginio sienelių į plazmą, sukelia nemažus radiacinius nuostolius, todėl yra svarbu ištirti įvairaus kartotinumo volframo jonų susidarymo galimybes. Iki šiol, sprendžiant balanso lygtis, nebūdavo atsižvelgiama į dvikartinę volframo atomų jonizaciją, jiems sąveikaujant su plazmos elektronais. Pateikiami pirmieji tokio proceso šiam elementui skerspjūvių teorinių skaičiavimų rezultatai.
Tiesioginės vienkartinės jonizacijos skerspjūvis buvo skaičiuotas reliatyvistiniu sutrikdytųjų bangų ir dvinario susidūrimo metodais, taip pat buvo atsižvelgta į dvipakopės jonizacijos, sukuriant sužadintus lygmenis, o po to vykstant jų autojonizacijai, indėlį. Po 4d, 4f, 5s ir 5p sluoksnių vienkartinės jonizacijos galimi Auger šuoliai, kurių metu atomo jonizacijos laipsnis padidėja vienetu ar dviem. Kadangi tokie šuoliai vyksta tarp energetiškai gretimų ar persiklojančių konfigūracijų, reikia atlikti detalius šuolių tarp lygmenų skaičiavimus; jie buvo vykdomi reliatyvistiniu konfigūracijų maišymosi artutinumu. Tiesioginė dvikartinė jonizacija buvo nagrinėjama kaip dvipakopis procesas: vienkartinė jonizacija elektronų smūgiu ir papildoma jonizacija dėl elektronų staigaus trikdžio. Auger šuolių ir staigios perturbacijos indėliai į dvigubos jonizacijos skerspiūvį gaunami panašios eilės, tačiau antrasis procesas vaidina mažesnį vaidmenį, ypač didesnio jonizacijos laipsnio jonuose. Apskaičiuoti skerspjūviai kokybiškai atitinka eksperimentinius duomenis.