Ar(+1) - Ar(+5) iyonlarının elektron çarpmalı ve Ar(+5) iyonunun çarpışmalı dielektronik birleşme tesir kesit ve oran katsayılarının çok konfigürasyonlu breit-pauli yaklaşımında hesabı
Calculations of electron impact ionization of Ar(+1) - Ar(+5) and dielectronik recombination cross section and rate coefficients of Ar(+5) within multi configurational breit-pauli approximation
Yazar: ERKAN ARSLAN
Danışman: PROF. DR. ZİKRİ ALTUN
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Argon elementi güneş sistemimiz ve evrende en çok bulunan elementler arasındadır. Ayrıca argon elementi laboratuar plazmalarına diyagnostik maksatlı katılmaktadır. Dolayısıyla, astrofizik ve laboratuar plazmalarından kaynaklanan spektrumların analizleri için argon atomunun farklı iyon basamaklarında dahil olduğu farklı atomik süreçlere ait tesir kesit ve oran katsayılarının bilinmesine ihtiyaç vardır. Biz bu tezimizde önce Ar(q+) (q=1-5) iyonlar için elektron çarpmalı iyonlaşma tesir kesit ve oran katsayılarını hesapladık. Daha sonra, Ar(5+) iyonunun ışımalı ve dielektronik birleşme süreçlerini karakterize eden tesir kesit ve oran katsayılarını hesapladık. Elektron çarpmalı iyonlaşma tesir kesiti hesaplarını hem konfigürasyon ortalamalı hem de seviye ayrışımlı çarpıtılmış dalga yöntemleri çerçevesinde yaptık. Işımalı ve dielektronik birleşme tesir kesit ve oran katsayılarını ise seviye ayrışımlı çok konfigürasyonu Breit-Pauli yaklaşımı çerçevesinde AUTOSTRUCTURE programlarını kullanarak yaptık. Işımalı ve dielektronik birleşme hesaplarında radyal orbitalleri için Slater türü model potansiyel kullanılmıştır. Işımalı ve dielektronik birleşme süreçleri için elde edilen tesir kesitleri plazma içerisindeki elektron hızları ile çarpılarak Maxwellian hız dağılımına göre oran katsayılarına dönüştürülmüştür.Ar(q+) (q=1-5) iyonları için yaptığımız konfigürasyon ortalamalı hesaplama sonuçlarının çok daha fazla emek ve kaynak ihtiyacı duyan seviye ayrışımlı hesaplama sonuçları ile oldukça iyi uyum içinde oldukları görülmüştür. Bu sonuç tezde sunulan ilgili grafiklerden de kolaylıkla görülebilir. Ancak, detaylı analizler için aradaki küçük farkların önemli olduğu da vurgulanmalıdır. Ar(5+) iyonunun dielektronik birleşme sürecinin ilk basamağında oluşan otoiyonlaşmalı uyarılmış hallerin bozulma süreçlerinin izole rezonans (isolated resonance) yaklaşımı çerçevesinde oldukları kabul edilmiştir. Ar(5+) iyonunun taban seviyesi için elde edilen enerjilerin NIST tablolarındaki deneysel karşılıkları ile de uyumlu oldukları belirlenmiştir.

Abstract:
Argon is one of the most abundant element in Solar System and Universe. In addition, argon is used as a diagnostic element in laboratory plasmas. Thus, the cross sections and rate coefficients characterizing different atomic processes involving argon ions with different charge states are needed for the spectral analyses of the radiation emanating from astrophysics and laboratory plasmas. In our thesis we first calculated the cross sections and rate coefficients characterizing the electron impact ionization of Ar(q+) (q=1-5) ions. Then we calculated cross sections and rate coefficients characterizing the radiative and dielectronic recombination processes involving Ar(5+) ion. The cross sections and rate coefficients for the electron impact ionizations were calculated within both configuration averaged and level resolved distorted wave methods. The cross sections and rate coefficients for the radiative and dielectronic recombination processes were calculated in a multi configuration Breit-Pauli approximation using AUTOSTRUCTURE programs. We used Slater type model potential for the calculations of radial orbitals. Velocity times cross sections were converted to rate coefficients by using Maxwellian speed distribution.The results of the configuration averaged calculations for Ar(q+) (q=1-5) ions were found in good agreement with results of computationally demanding level-resolved distorted wave approximation. This can easily be seen from the associated plots presented in the thesis. However, we should emphasize the importance of small differences for detailed analysis. We used isolated resonance approximation for the decay of doubly excited states created during the first step of the dielectronic recombination of Ar(5+) ion. The energies obtained for the ground state levels of Ar(5+) ions are compared with the corresponding experimental energies listed in the NIST tables and are found in quite good agreement.