非理想氩等离子体电子密度和不透明度理论研究

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本文从理论上对非理想氩等离子体电子密度和不透明度的系统研究,在目前国内外尚属首次.这些研究有助于我们对非理想等离子体这一新领域的认识.本文首先对等离子体电子密度四种理论模型的成立条件、计算结果作了分析,探讨了用这些模型计算非理想等离子体电子密度的合理性和可行性,以及本文采用局部热动平衡下的平均原子模型研究非理想氩等离子体的合理性.在局部热动平衡的平均原子模型下,用SHM模型计算了非理想氩等离子体的电子密度,得到了较好的结果.并对温度T~2.0eV,密度这ρ~0.001g/cm<3>-0.5g/cm<3>非理想氩等离子体电子密度和平均离化度作了系统的研究,探讨了粒子之间相互作用对电子密度的影响,上述研究在国内外没见相关报道.针对SHM模型对弱非理想等离子体电子密度的计算结果偏高的不足,我们把平均离子概念应用于Debye-Huckel模型中,创新性地给出了平均离子Debye模型,并用平均离子Debye模型替代了SHM模型中处理能级下移的离子球模型,计算了温度T~2.0eV、密度为ρ~0.001g/cm<3>-0.05g/cm<3>弱非理想氩等离子体的电子密度,得到了比离子球模型更好的结果.本文用SHM模型计算的原子参数为数据,计算了非理想氩等离子体在温度为T~2.0eV,密度ρ~0.001 g/cm<3>-0.5 g/cm<3>的不透明度,得到了与实验相符的结果.与此同时,本文又用该模型计算了冲击压缩液态氩在温度T=O.9eV,密度ρ~10 g/cm<3>-3.0g/cm<3>的不透明度,得到了与实验一致的结果,此项研究在目前国内外尚属首次.本文用SHM模型首次系统地计算了不同温度、密度区域非理想氩等离子体的自由-自由吸收系数,探讨了非理想氩等离子体自由-自由吸收系数随温度和密度的变化,这有助于我们对非理想等离子体不透明度的认识.本文用改进后的SHML模型计算了非理想氩等离子体的束缚-束缚吸收系数,并替代了SHM模型计算的束缚-束缚吸收系数,给出了屏蔽氢模型计算不透明度的新方法.用我们给出的新方法计算的非理想氩等离子体不透明度得到了与实验相符的不透明度峰值,其结果好于目前公认较好的HOPE代码计算值.上述所有的计算程序均由本人编写.
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