Structure and emission of highly ionized atoms

Structure et émission des atomes fortement ionisés

Association Euratom-CEA sur la Fusion Département de Recherches sur la Fusion Contrôlée Centre d’Etudes Nucléaires, BP. n° 6, 92260 Fontenay-Aux-Roses, France.

Abstract

After a brief review concerning the production of highly ionised atoms and the various radiation phenomena caused by ionised species in plasmas, the internal structure of atoms and ions and their oscillator strengths are discussed in detail as a function of the nuclear charge. Special attention is paid to many-electron systems which show strong restructuration effects in their level system accompanied by irregularities of the oscillator strengths of individual spectral lines. These irregularities are caused by different effects such as level crossing and configuration interaction. Relativistic effects play an important role in the ground complex of many-electron systems. Examples are given which show the close relation between level restructurating and change of the oscillator strengths within given isoelectronic sequences as a function of nuclear charge. The influence of very strong magnetic fields on the level structure and on the oscillator strenghts of hydrogen-like species is also discussed.

Résumé

Après un bref rappel sur la production d’atomes fortement ionisés et de phénomènes variés de radiation dus à ces particules dans les plasmas, la structure interne des atomes et des ions et leurs forces d’oscillateurs sont discutés en détail comme étant fonction de la charge nucléaire. Une attention particulière est portée aux systèmes multi-électroniques qui montrent des effets importants de restructuration dans leur système de niveaux énergétiques accompagnée par des irrégularités de leurs forces d’oscillateurs pour des raies spectrales individuelles. Ces irrégularités sont causées par différents effets, comme par exemple, un croisement des niveaux et des interactions de configuration. Des effets relativistes jouent un grand rôle dans les complexes fondamentaux de systèmes multi-électroniques. Des exemples sont donnés montrant la relation étroite entre restructuration des niveaux et variation des forces d’oscillateurs à l’intérieur d’une séquence isoélectronique donnée, en fonction de la charge nucléaire. L’influence de champs magnétiques superforts sur la structure des niveaux et des forces d’oscillateurs des particules hydrogénoïdes est également discutée.