Le problème de la dynamique des ions dans l’élargissement Stark

The problem of ion dynamics in Stark broadening

Association EURATOM-CEA sur la Fusion, Département de Physique du Plasma et de la Fusion Contrôlée, Centre d’Etudes Nucléaires, B.P. n° 6, F 92260 Fontenay-aux-Roses, France.

Résumé

L’influence de la dynamique des ions sur le profil d’une raie spectrale émise par un plasma est analysée en termes de trois effets principaux : élargissement par modulation de fréquence, par modulation d’amplitude et par effets non-adiabatiques. A chacun de ces mécanismes d’élargissement sont associés différents taux de relaxation du dipole atomique. Pour juger de l’importance de la dynamique des ions, ces taux de relaxation sont à comparer à ceux correspondant à l’élargissement par ions quasi-statiques et par électrons. Une comparaison détaillée des différents taux est faite pour la série Lyman. Selon les caractéristiques du plasma’ et de la raie considérée, certains taux de relaxation correspondant à la dynamique des ions peuvent être négligeables par rapport aux autres ; de tels cas sont favorables à un traitement approximatif de la dynamique des ions.

Abstract

The influence of ion dynamics on the profile of a spectral line emitted by a plasma is analyzed in terms of three main effects : broadening by frequency modulation, by amplitude modulation an by non-adiabatic effects. Each of these broadening mechanisms is associated with different relaxation rates of the atomic dipole. The importance of ion dynamics depends on how these relaxation rates compare to those rates which correspond to broadening by quasi-static ions and electrons. Detailed comparison of the different rates is made for the Lyman series. According to the plasma conditions and the line considered, some of the relaxation rates corresponding to ion dynamics may be negligible with respect to the others: such cases are favorable for approximate treatments of ion dynamics.