Double electron detachment from negative hydrogen ions under high energy, highly charged ion impact

Abstract

Phenomena of the electron detachment from negative hydrogen ions in collisions with high energy Highly Charged Ions (HCI) are not only interesting in basic collision aspects but also important in applications such as fusion plasma heating technology. However, there are no experimental studies of electron detachment from H(-) ions under a high energy (MeV/amu) HCI collision. In this report, calculations of the cross sections for the double electron detachment from H(-) ions under the MeV/amu HCI ion impact were described. Two electrons (1s,1s-prime) in a H(-) ion were assumed to be independent. The wave function for the outer electron was in the Volkov-Keldysh state, and the wave function for the inner electron described the electron motion in the Coulomb field of proton and the dipole field of the projectile ion. With these functions the second-order perturbation theory yielded the cross sections for the double electron detachment from a H(-) ion as a linear combination of the single electron detachment cross section and the cross section of a two-step.

高エネルギー、多価イオン(HCI)衝突における水素陰イオンの電子離脱現象は基本的な衝突現象として興味があるばかりでなく、核融合プラズマ加熱技術などの応用においても重要である。しかし、高エネルギーCHI衝突での水素陰イオンからの電子離脱に関する実験は行われていない。本報告では、MeV/amuでのHCIイオン衝突における水素陰イオンからの2電子離脱の断面積計算について述べる。水素陰イオンにおける2電子は独立と仮定し、外殻電子の波動関数はVolkov-Keldysh状態にあり、内殻電子の波動関数はクーロン場および入射イオンの双極場での電子運動を表すものとした。これらの関数および2次摂動論を用い、水素陰イオンからの2電子離脱の断面積を単一電子離脱断面積および単一電子事象の2段階過程の断面積の1次結合として求めた。