高速重イオンの固体中における平衡電荷の理論的解析

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物体中に高速重イオンが入射したとき、その媒質中の標的粒子との弾性,非弾性衝突を多数回くり返す。そのため、入射荷電粒子の電荷状態が変化し、非平衡状態から、平衡状態になってゆくものと思われる。電荷状態を決定するためには、各物理状態における原子過程を理解し、それらの断面積の大きさを沢めなければならない。そのために、入射イオンの電荷状態がq'からqへと変化し、さらにそれが【q!‥】へと変化する原子過程を整理した。すなわち、電子損失,電子捕獲,オージェ過程,放射性電子捕獲,X線放射などの各原子過程の和として表わされる。このうち、まず電子損欠の過程を二つの方法を用いて理論構成を行なった。(1)半古典的方法。二体衝突近似法による電離断面積を出し、電子の速度分布はトーマス・フェルミの統計モデルに基いて求める。この方法により、従来なされたものを、さらに精度よく改良して【C^(q+)】+H,【Ne^(q+)】+H,【Ar^(q+)】+Hの場合を求めた。(2)量子論的方法。衝突前後の波動関数を波動方程式を解くことにより決定し、ボルン近似により電子損失断面積を決定する。現在【C^(5+)】+H(He)の場合について計算中であるが、この計算を一般的な場合に拡張するためには、各衝突前後の電子状態を知らなければならないため、計算時間と内容が長く、複雑になっている。今後この計算を「固体中に拡張し、一般的なものに発展させる必要がある。電子捕獲過程については、従来おこなわれているボル近似による取扱方法による理論があるのでこれを利用し、データを収集している。重イオンの電荷状態の実験と理論の両方から、これまでの結果のデータを収集し、整理をおこなった。これを今後評価してゆく予定である。電子損失断面積についてもデータの収集と整理をおこなった。これも今後利用しやすい形にスケーリングする必要がある