Elementary Processes in Hydrogen-Helium Plasmas: Cross Sections and Reaction Rate Coefficients

فرایندهای اتمی و مولکولی نقش مهمی در پلاسمای آزمایشگاهی و اخترفیزیکی برای طیف وسیعی از شرایط بازی می‌کنند و تا حدی خواص الکتریکی، انتقال، حرارتی و تشعشعی آنها را تعیین می‌کنند. مطالعه این خواص پلاسما و سایر خواص پلاسما مستلزم آگاهی از مقاطع، ضرایب سرعت واکنش و انتقال انرژی غیرکشسان برای انواع واکنش‌های برخوردی است. در این بررسی، ما اطلاعات کمی در مورد مهمترین فرآیندهای برخوردی که در پلاسماهای هیدروژن، هلیوم و هیدروژن-هلیوم در محدوده دمایی از 0.1 eV تا 20KY رخ می‌دهند، ارائه می‌کنیم. مطالب ارائه شده در اینجا بر اساس داده های برخورد اتمی و مولکولی منتشر شده، محاسبات نظری، و روش های برون یابی و درونیابی مناسب است. این بررسی خصوصیات هر واکنش، نمودارهای مقاطع و ضرایب سرعت واکنش و ضرایب برازش های تحلیلی برای این مقادیر را ارائه می دهد. ما این اطلاعات را به شکلی ارائه می کنیم که محققانی را که در فیزیک اتمی متخصص نیستند، قادر می سازد به راحتی از داده ها استفاده کنند. نویسندگان از همکاران خود در آزمایشگاه فیزیک پلاسمای پرینستون و در جامعه فیزیک اتمی که پیشنهادهای مفید زیادی برای انتخاب و ارائه O ارائه کرده اند تشکر می کنند. f t. او مواد ما از کمک فنی عالی الیزابت کری برای تایپ و برنی گیل برای تهیه پیش نویس تشکر می کنیم. این کار تا حدی توسط قرارداد وزارت انرژی ایالات متحده به شماره DE-AC02-76-CHO-3073 پشتیبانی شد. پرینستون، ایالات متحده آمریکا R. K. Janev W. D. Langer سپتامبر، 1987 K. Evans, Jr., D. E.

Atomic and molecular processes play an important role in laboratory and astrophysical plasmas for a wide range of conditions, and determine, in part, their electrical, transport, thermal, and radiation properties. The study of these and other plasma properties requires a knowledge of the cross sections, reaction rate coefficients, and inelastic energy transfers for a variety of collisional reactions. In this review, we provide quantitative information about the most important collision processes occurring in hy­ drogen, helium, and hydrogen-helium plasmas in the temperature range from 0. 1 eV to 20 keY. The material presented here is based on published atomic and molecular collision data, theoretical calculations, and appro­ priate extrapolation and interpolation procedures. This review gives the properties of each reaction, graphs of the cross sections and reaction rate coeffiCients, and the coefficients of analytical fits for these quantities. We present this information in a form that will enable researchers who are not experts in atomic physics to use the data easily. The authors thank their colleagues at the Princeton Plasma Physics Laboratory and in the atomic physics community who have made many useful suggestions for the selection and presentation o. f t. he material. We gratefully acknowledge the excellent technical assistance of Elizabeth Carey for the typing, and Bernie Giehl for the drafting. This work was supported in part by the U. S. Department of Energy Contract No. DE-AC02-76-CHO-3073. Princeton, USA R. K. Janev W. D. Langer September, 1987 K. Evans, Jr. , D. E.