レーザー生成高ZプラズマからのX線輻射輸送に関する理論的研究

• Project/Area Number: 05780359
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: プラズマ理工学
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 西川 亘 岡山大学, 工学部, 助手 (80243492)
• Project Period (FY): 1993
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1993)
• Budget Amount: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 1993: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: レーザープラズマ / 金 / HFSモデル / オパシティー / 内部量子数 / 振動子強度 / エネルギー凖位 / 波動関数

Research Abstract

ハートリー・フォック・スレーターモデル(HFS)を用いて、レーザー照射によって生成されたプラズマ中に存在する部分電離高Zイオンのエネルギー凖位と振動子強度を計算するコードを作成した。従来の流体コード中で用いられている放射、吸収係数を計算した原子モデルのうち、金プラズマの束縛-束縛遷移の遷移エネルギーと振動子強度について、HFSモデルの計算結果と比較した。
束縛-束縛過程の遷移エネルギーについては、流体コード中で用いられている簡単なPerrotのモデルでも最大で15%程度の違いに収まることがわかった。しかしながら、金などの高Zイオンでは内部量子数(j)が違うことによるエネルギー凖位の分離が無視できないほど大きいことがわかった。主量子数と方位量子数で分けた従来のモデルで得られるエネルギー凖位は、実際には内部量子数の違う2つのエネルギー凖位に分かれ、その結果、従来のモデルでは含めることのできていない束縛-束縛遷移があることがわかった。現在その効果を入れた平均イオンモデルを作成中である。
吸収振動子強度は同じ殻の束縛電子の電子数が変化しても単調な変化をし、従来の流体コード中で用いられているモデルでは開殻の電子数が少ないイオンではよく一致していることを確認した。しかしながら、殻の電子数が変化しても同じ値を用いているため、殻に電子がほとんど詰まっている閉殻に近い状態では、正確な値からの差が拡大し、最大100%程度の違いがあることがわかった。特に、低電離プラズマのシミュレーションをする場合にはこの傾向は大きくなり改善する必要があることがわかった。