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在天体物理的研究中，需要大量精确的原子参数，如元素丰度、X-射线光谱证认、天体等离子体光谱等研究中，这些微观过程主要包括辐射(束缚—束缚、束缚—自由、自由-自由、辐射复合等)和碰撞(电子碰撞激发、退激发、电离、二体复合等)过程。本文对这些等离子体中的微观原子过程进行了细致、详细的研究，并具体应用于天体物理的实际工作，如X-射线光谱证认、(非)局域热动平衡条件下等离子体光谱等。在此基础上，开发了研究X-射线光谱证认、局域热动平衡与非局域热动平衡条件下等离子体光谱、等离子体辐射不透明度等计算软件。具体说来，本文的主要研究内容归纳如下：
一、对等离子体中束缚—束缚和束缚—自由微观过程进行了比较详细而深入的研究，获得了大量的实用原子参数，包括原子能级、谱线跃迁的振子强度和光电离截面等。
1、使用组态相互作用方法对原子、离子的能级结构和偶极容许跃迁的振子强度进行了广泛的研究，这些研究包括价壳层和内壳层有关的能级结构和振子强度等。对影响FeⅧ、AuⅫ等离子的能级结构和辐射振子强度的物理效应进行了深入研究，特别是芯-价电子关联效应，对这些离子的性质有重要影响。
2、使用R-矩阵方法对原子和离子的光电离过程进行了详细的研究。研究了ScⅢ离子基态及亚稳态的光电离截面，详细分析了3p-3d的巨共振，对其它的共振，也得到了共振的详细参数，包括共振位置、共振宽度等。对一些离子的内壳层光电离进行了较详细的研究，如研究了0Ⅱ离子基组态2s22p3和第一激发组态2s2p4所形成的谱项的1s-2p内壳层光电离过程，由光电离截面所展现的共振结构，确定了1s-2p内壳层激发态的自电离宽度；对FeⅧ和FeⅨ离子，系统研究了2p-3d内壳层光电离过程，确定了2p-3d激发态的自电离共振宽度等原子参数。这些参数对天体的X-射线光谱研究与证认非常有用。
二、使用密耦合的R-矩阵方法和相对论扭曲波方法对电子碰撞激发过程及所涉及到的各种物理效应进行了系统研究，得到了大量可应用于各种实际工作中的碰撞原子参数。分析了电子关联效应对FeⅦ离子的电子碰撞激发截面和碰撞强度的影响；对大量的类镍离子的电子碰撞激发截面、碰撞强度进行了系统计算，这些参数对研究X-射线激光极其重要；使用R-矩阵方法研究了氪原子的电子激发碰撞截面，与最近的实验结果符合很好。
三、发展了使用精细原子模型研究局域热动平衡与非局域热动平衡条件下等离子体吸收与发射光谱的方法与计算软件，对影响结果的各种物理效应进行了系统分析与研究。
1、对多种单质等离子体的辐射不透明度及影响辐射不透明度的物理效应进行了研究。铁元素在天体上具有特别的重要性，本文针对铁等离子体，详细考察了不同能量区域的辐射不透明度及Rosseland和Planck平均辐射不透明度，特别对影响不透明度的各种物理效应，如芯-价电子关联、细致谱线宽度、谱线饱和等；首次对金等离子体进行了精细结构层次的研究，解决了使用统计物理模型得到的辐射不透明度与实验之间的差异。
2、使用得到的原子参数，包括能级结构、辐射跃迁几率、电子碰撞激发截面或碰撞强度等，对冕平衡条件下实验室与天体环境下的铁离子的发射谱进行了研究，并由此对天体相关谱线进行了证认；在不同等离子体条件下，对类镍金离子的发射谱进行了系统研究，与实验室光谱进行了比较。