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双电子复合(DR)是电子—离子碰撞的基本过程之一,在等离子体研究中具有重要的地位。诊断等离子体的状态依赖于双电子复合的截面以及速率系数。目前,对于双电子复合速率系数的测量,储存环实验是十分理想的方法。兰州冷却储存环CSR工程于2007年底建设完毕并通过验收,该工程由主环(CSRm)和实验环(CSRe)组成。两个储存环均配有电子冷却装置,为双电子复合实验提供了良好的硬件基础。为了能够进行DR实验,在CSRm建立了一套较为完整的实验平台,包括探测器,数据获取系统、控制系统以及电子能量快速调节系统,并对整个系统进行了测试。
利用能量为7.0MeV/u的C6+离子束对电子能量快速调节系统进行了溅试性实验。实验中记录了Schottky谱以及离子束流强,用于分析束流状态。实验研究了不同幅度以及宽度的脉冲电压对离子柬的影响。通过分析实验结果以及理论计算结果,对实验中观测到的现象给予了解释。之后,利用能量为6.4MeV/u的58Ni19+离子束成功地进行了CSRm上的首次双电子复合实验,获得了电子—离子相对能量范围为0~16.08eV的速率系数谱。观测到了属于中间态2s22p5[2P1/2]nl系列以及2s2p6[2S1/2]6l系列的部分共振峰,并清楚地看到了低能区域非共振的辐射复合(RR)速率系数随相对能量的变化。对于中间态2s22p5[2P1/2]nl(n=17,18以及19)和中间态2s2p6[2S1/2]6l(l≥2)的共振峰,实验结果与理论结果在总体上复合的较好。
这些结果为将来在CSRm以及CSRe开展双电子复合实验打下了一定的基础。