[PDF]
http://dx.doi.org/10.3952/lithjphys.47213
Open access article / Atviros prieigos straipsnis
Lith. J. Phys. 47, 151–161 (2007)
THEORETICAL INVESTIGATION OF
ENERGY SPECTRA OF TUNGSTEN IONS W29+–W34+*
P. Bogdanovich and R. Karpuškienė
Institute of Theoretical Physics and Astronomy of Vilnius
University, A. Goštauto 12, LT-01108 Vilnius, Lithuania
E-mail: karra@itpa.lt
Received 7 June 2007
Since 2007 the Institute of
Theoretical Physics and Astronomy of Vilnius University
participates in the international project on thermonuclear fusion
investigation ITER. Tungsten is one of the constructional
materials used to cover the inner walls of tokamaks. In the
framework of ITER project the task of both theoretical and
experimental research of spectral characteristics of various
tungsten ions was posed. The ground configuration of the
investigated ions W29+, W30+, W31+,
W32+, W33+, W34+ is [Ni]4s24p64dN
(here the number of d-electrons N is from 9 to 4).
Preliminary calculations of energy spectra of highly charged
tungsten ions with filling 4d shell reveal that
the task of obtaining the characteristics of resonant transitions
with account of relativistic and correlation effects would not be
very complicated, since only two excited configurations 4s24p54dN+1
and 4s24p64dN–14f
are strongly interacting. The emission band of the resonant
transitions intersects with multiple emission lines that
correspond to the transitions from the excited configurations of
the same parity as the ground one to the mentioned two
configurations. It will be essentially more difficult to obtain
the transition characteristics in this case, since the initial
configurations form a group with a very large number of levels.
Keywords: tungsten, configuration
interaction, highly charged ions
PACS: 31.15.Ar, 31.25.Eb, 31.25.Jf
*The report presented at the 37th Lithuanian National Physics
Conference, 11–13 June 2007, Vilnius, Lithuania.
TEORINIS VOLFRAMO JONŲ W29+–W34+
ENERGIJOS SPEKTRŲ TYRIMAS
P. Bogdanovičius, R. Karpuškienė
VU Teorinės fizikos ir astronomijos institutas, Vilnius,
Lietuva
Nuo 2007 m. Vilniaus universiteto Teorinės
fizikos ir astronomijos institutas dalyvauja tarptautiniame
termobranduolinės sintezės tyrimo projekte ITER. Šiame projekte
iškelta užduotis ištirti volframo jonų W29+, W30+,
W31+, W32+, W33+ ir W34+
energijos spektrus ir kitas spektrines charakteristikas. Tiriamų
jonų pagrindinė konfigūracija yra [Ni]4s24p64dN,
kur N (d elektronų skaičius) yra nuo 9 iki 4.
Remiantis eksperimentiniais duomenimis, intensyviausią
spinduliavimą atitinka rezonansiniai šuoliai iš sužadintų
konfigūracijų 4s24p54dN+1
ir 4s24p64dN–14f
į pagrindinę konfigūraciją.
Atlikti preliminarūs daugiakrūvių volframo jonų su besipildančiu 4d
sluoksniu energijos spektrų skaičiavimai parodė, kad rezonansinių
šuolių charakteristikų gavimas atsižvelgiant į reliatyvistinius ir
koreliacinius efektus nebūtų labai sudėtingas, kadangi stipriai
maišosi tik dvi sužadintos konfigūracijos. Rezonansinių šuolių
emisijos juosta persikloja su gausiomis emisijos linijomis, kurias
atitinka šuoliai iš aukščiau esančių sužadintų konfigūracijų į
minėtas dvi sužadintas konfigūracijas. Šių šuolių charakteristikų
gavimas bus iš esmės sudėtingesnis, nes pradinės konfigūracijos
sudaro grupę su ypač daug lygmenų. Šių lygmenų energijos yra
nedideliame intervale, ir tai sukelia itin didelius koreliacinius
efektus, dėl kurių nagrinėjami lygmenys negali būti
vienareikšmiškai priskirti konkrečiai konfigūracijai. Energetiškai
artimų lygmenų tarpusavio sąveiką lemia pasirenkamas atitinkamų
matricinių elementų skaičiavimo tikslumas, kuriam svarbiausia yra
korektiškas atsižvelgimas į reliatyvistinius efektus
nagrinėjamuose daugiakrūviuose jonuose. Taigi, kyla išvada, kad
daugiakrūvių volframo jonų energijos spektrus ir šuolių
charakteristikas reiktų skaičiuoti Dirako ir Foko arba
kvazireliatyvistiniame artinyje.
References / Nuorodos
[1] C. Biedermann, R. Radtke, J.-L. Schwob, P. Mandelbaum, R. Doron,
T. Fuchs, and G. Fußmann, EUV spectroscopy of highly charged
tungsten ions relevant to hot plasmas, Phys. Scripta T92, 85
(2001),
http://dx.doi.org/10.1238/physica.topical.092a00085
[2] R. Radtke, C. Biedermann, J.L. Schwob, P. Mandelbaum, and R.
Doron, Line and band emission from tungsten ions with charge 21+ to
45+ in the 45–70 Å range, Phys. Rev. A 64, 012720-1 (2001),
http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevA.64.012720
[3] T. Pütterich, R. Neu, C. Biedermann, R. Radtke, and ASDEX
Upgrade Team, Disentangling the emissions of highly ionized tungsten
in the range 4–14 nm, J. Phys. B 38, 3071 (2005),
http://dx.doi.org/10.1088/0953-4075/38/16/017
[4] C. Froese Fischer, A general Hartree–Fock program, Comput. Phys.
Commun. 43, 355 (1987),
http://dx.doi.org/10.1016/0010-4655(87)90053-1
[5] H.A. Bethe and E.E. Salpeter, Quantum Mechanics of One- and
Two-Electron Atoms (Springer-Verlag,
Berlin–Götingen–Heidelberg, 1957)
[6] Z. Rudzikas, Theoretical Atomic Spectroscopy (Cambridge
University Press, 1997),
http://dx.doi.org/10.1017/CBO9780511524554
[7] G. Gaigalas, The library of subroutines for calculation of
matrix elements of two-particle operators for many electron atoms,
Lithuanian J. Phys. 42, 73 (2002)