MAIN ASPECTS OF ATOMIC PHYSICS IN DENSE PLASMAS

Résumé
La mise en évidence expérimentale de l'influence de la densité sur l'émission de rayons X mous par un plasma produit par laser conduit à étudier les phénomènes qui ont une influence sur l'intensité et la largeur des raies spectrales. Une étude détaillée du transfert de rayonnement en milieu collisionnel inhomogène s'impose pour pouvoir interpréter les observations expérimentales des processus atomiques dans ces plasmas, de même que pour l'évaluation des bilans d'énergie. Nous présentons ici les principaux aspects de cette étude avec des exemples numériques comparés à des résultats expérimentaux. Le cas des inversions de populations, pouvant engendrer une amplification de rayons X mous, est envisagé. Nous montrons d'autre part l'importance du rôle des continua d'états situés au-delà des limites d'ionisation dans l'établissement des populations de nombreux états excités des ions, rôle dû à la présence d'électrons libres en grande densité. Les états autoionisants, états discrets dilués dans le continuum, produisent des recombinaisons résonnantes dont il faut tenir compte pour expliquer la composition du plasma en ions mais aussi les populations des niveaux excités. La recombinaison diélectronique est au nombre de ces résonances ; il est possible d'autre part de présenter des indications préliminaires au sujet des résonances dans la recombinaison à trois corps. Nous développons enfin la théorie des états autoionisants pour parvenir à l'évaluation de la perturbation de la densité d'états dans le continuum au voisinage des niveaux autoionisants.

Abstract
Experimental evidence of a strong dependence upon the particle density, of soft X-ray features of laser-produced plasmas, leads to investigate several phenomena taking effect on line intensities and line widths. A detailed study of radiative transfer in an unhomogeneous medium dominated by collisions is a primary necessity for interpreting experimental observations of atomic processes in plasmas, and for investigating the energy balance as well. Main aspects of such a study are presented here with numerical examples compared with experimental results. The case of population inversions, able to produce soft X-ray amplification, is considered. On the other hand, it is emphasized that the continua of states above ionization limits of ions are of a great importance for the population rates of many excited levels because of the large density of free electrons occupying these states. Discrete levels, diluted in the continuum owing to autoionization process, induce resonances in recombination which must be taken into account for explaining ion abundances as well as excited level populations. Dielectronic recombination and preliminary indications on resonance in three-body recombination are presented. The theory of autoionizing states is developed with a view to estimate the perturbation of density of states in the continuum close to autoionizing levels.