温稠密物质中不同价态离子分布对X-射线弹性散射光谱计算的影响*

金阳 张平 李永军 侯永† 曾交龙 袁建民2)

1) (国防科技大学文理学院物理系, 长沙 410073)

2) (中国工程物理研究院研究生院, 北京 100088)

在天体物理和惯性约束聚变研究中涉及到的温稠密物质通常包含多种元素的混合, 并且每种元素还被电离成多种离子价态, 不同价态离子结构及其丰度将直接影响温稠密物质的诊断及其物理性质.同时, 从电子结构计算出发来研究宏观物理性质时, 还需要考虑温度、密度效应对离子结构的影响.本文从不同价态离子的电子结构计算出发, 采用考虑了离子间相互作用的Saha 方程获得了稠密环境下的离子丰度, 并使用超网链(hypernetted-chain)近似对铝、金以及碳-氢混合物的径向分布函数进行了计算, 结合离子周围电子的密度分布, 最后获得X-射线汤姆逊散射的弹性散射谱.在X-射线散射谱计算中, 计算了温稠密物质中同时存在不同离子价态时的电子结构和径向分布函数, 发现在相同的等离子体环境下不同价态离子的径向分布函数和电子结构差别较大.这将对依赖于微观统计过程的物理性质, 比如散射光谱, 将产生较大的影响.

1 引 言

过去几十年, 由于激光技术的发展, 强激光不仅能够在实验室中产生温稠密物质, 而且还可以产生X-射线为诊断温稠密物质结构提供了手段, 使得高能量密度物理的研究得到快速发展.X-射线弹性散射谱能够反映出温稠密物质中的离子结构, 而离子结构的信息在计算中直接取决于离子……