Cross-sections for ion production in H+H collisions calculated with the trajectory-surface-hopping method

市原 晃; 岩本 修; 横山 啓一

Atomic and Plasma-Material Interaction Data for Fusion, Vol. 9, p.193 - 235, 2001/00

H+H,H+D,D+H及びD+D衝突で生じるイオンの生成断面積を、重心衝突エネルギーが2.5から8.0eVの範囲内で計算した。計算手法は、非経験的分子軌道論に基づいて開発されたポテンシャル上でのtrajectory-surface-hopping法を採用した。反応分子H及びDの初期振動状態が各イオン生成に与える影響を調べるために、Hについては振動量子数をv=0-6,Dについてはv=0-8の範囲で変化させて断面積を計算した。その結果、電荷交換によるH及びDイオンの生成は、vの上昇に伴って著しく増大することを見いだした。一方、解離や核の組み替えを伴うイオン生成のv依存性は、電荷交換反応と比較して非常に小さいことを確認した。また、反応分子の初期回転状態がイオン生成に与える影響を調べるために、H+D衝突において、各vに対して回転量子数をj=1,5,10に設定して断面積を計算した。その結果、回転励起状態jが電荷交換反応に与える効果は、振動励起状態vの効果と比べて二次的な大きさであることを確認した。さらに、各衝突過程からの2原子生成物に対する振動状態分布を計算し、表にまとめた。