碰撞电离
粒子碰撞引发物质电离的过程
碰撞电离是物理学中由粒子间碰撞导致原子或分子失去电子形成离子的基本过程。该术语最早收录于2000年上海科技教育出版社出版的《英汉天文学名词》,经中国科学院国家天文台
术语定义与规范
根据中国科学院国家天文台的权威审定,碰撞电离特指通过带电粒子中性粒子间的碰撞作用导致原子分子发生电离的物理过程。其英文术语存在四个等效表述形式,包括collision ionization、impact ionization等,这一标准化定义已载入《英汉天文学名词》等专业工具书。
台湾地区天文学名词审定委员会的操作规程,最终修订版本形成于2010年4月15日,具有国际学术交流的规范性效力。
物理机制分析
2022年研究采用初态程函近似的连续扭曲波方法,系统揭示了重粒子碰撞电离过程的三类主导机制:
理论与实验对比
研究团队建立了电离截面的能量依赖模型:在高于100 keV能量区,理论计算与实验数据吻合良好;低于该能量时,不同理论模型间存在显著差异。
二阶微分截面分析表明,SO机制在500 keV时贡献占比显著增加,而BE机制贡献随入射能量增加显著减弱。这种机制演变规律为等离子体诊断提供了关键理论依据。
应用领域特征
碰撞电离理论在离子与原子的重粒子碰撞电离过程中具有重要应用价值:
研究提出的电子能量角度联合分布模型,已应用于激光等离子体加速器的束流诊断系统,显著提高了电子能谱测量分辨率。理论预测的ECC机制特征峰位置,与德国重离子研究中心(GSI)实验数据的偏差小于3%。
参考资料
.中科院物理研究所.2022-09-21
最新修订时间:2025-10-25 10:16
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概述
术语定义与规范
物理机制分析
参考资料