Etude de quelques processus atomiques affectant la cinétique atomique : Application à l’ionisation de l’hélium neutre et quelques ions héliumoïdes
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Date
2014
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Les structures et les données atomiques décrivant les processus élémentaires dans les
plasmas ont un intérêt primordial dans la modélisation des propriétés radiatives des ions et des
atomes pour l’analyse et l’interprétation des spectres. La compréhension du rôle d'électrons
chauds dans les plasmas est particulièrement importante à cause de leur influence sur la
dynamique de plasma, la production de rayonnement et les bilans énergétiques. Notre objectif à
travers ce travail s’attache à l’étude des effets des électrons chauds sur les taux d’ionisation
d’un plasma d’hélium neutre et les ions héliumoïdes étudiés.
Généralement, et pour un model collisionnel radiatif, les densités des populations des
niveaux atomiques sont déterminées par un système d’équations contenant les taux des différents
processus atomiques. Parmi eux les taux d’ionisation par impact électronique, nécessaire aussi
pour l’étude du bilan d’ionisation. Plusieurs problèmes liés à l’étude des plasmas de laboratoire,
d’astrophysique et defusion thermonucléaire contrôlée nécessitent la connaissance au préalable
de la structureatomique comme les énergies des différents niveaux, les longueurs d’onde des
différentes transitions, les sectionsefficaces et les coefficients des taux des processus
élémentaires dans les plasmas. Cependant, le calcul direct de ces données devient impossible
pour les atomes à plusieurs électrons et aussi pour les grands nombres quantiques. Dans ce cas
on fait appel aux programmes et codes decalcul. Malgré le nombre important des codes existant
pour le traitement des données atomiques, ils sont tous en compétition pour donner des résultats
proches de l’expérience.
Dans notre travail, nous avons choisi le code FAC (Flexible Atomic Code) pour calculer
les sections efficaces d’ionisation de l’hélium neutre et d’autres ions héliumoïdes. Les taux
d’ionisation seront générés par un calcul numérique. L’ionisation par impact électronique est un
processus atomique indispensable dans la simulation des émissions radiatives des raies et aussi
pour l’étude du bilan ionique. Nous avons étudié les effets de la fraction des électrons chauds sur
le taux d’ionisation d’un plasma d’He neutre et les ions héliumoïdes (Li+
, Ar+16 et Fe+24). La
fraction des électrons chauds est représentée par une distribution non-Maxwellienne. Les taux
d’ionisation sont générés à partir des sections efficaces et pondérées par cette distribution.
L’utilisation d’une distribution Non-Maxwellienne des électrons chauds, pour différentes
fractions nous a permis de montrer la sensibilité de ces taux par rapport aux fractions des
électrons chauds. Les résultats sont comparés à ceux trouvées dans la littérature.