Self-consistent calculations of the stopping power for alpha particles in hot dense Au plasmas are performed in a wide projectile energy range with a fixed density ρAu = 19.3 g cm−3 and the electron temperature range from 0.4 to 5 keV on the basis of the relativistic ion-sphere model. All the mechanisms, which have strong influences on stopping power, are discussed in detail. The distribution of the free electron velocity component is found to be much flatter than the Maxwellian distribution due to the strong electrostatic field within the ion sphere in the hot dense plasmas, which results in the suppression of the stopping mechanism by plasma polarization and close collision for a projectile energy below 1 MeV u−1. The influence of inelastic scattering is considerably weakened due to the strong neutralization from the impact excitation, ionization and their reverse processes almost in the entire energy range below 10 MeV u−1 although the contribution of each process is quite large. Nuclear stopping is found to increase with the temperature. Our calculations are compared with other models and some explanations are presented for the difference between our results and other models. The Bethe equation is found to overestimate the contribution of inelastic processes by at least 10%. Different mechanisms are found to play their role in different energy ranges and all the mechanisms should be considered in order to get reliable data of stopping power.
自己無矛盾的な計算による、高温高密度Auプラズマ中におけるアルファ粒子の阻止能の計算を、固定密度ρAu = 19.3 g cm⁻³および電子温度範囲0.4〜5 keVにおいて、相対論的イオン球モデルに基づき、広い入射エネルギー範囲で行った。阻止能に強い影響を及ぼすすべての機構について詳細に議論する。高温高密度プラズマ中のイオン球内の強い静電場により、自由電子速度成分の分布がマクスウェル分布よりもはるかに平坦であることが見出され、その結果、1 MeV u⁻¹以下の入射エネルギーにおけるプラズマ分極および近接衝突による阻止機構が抑制される。非弾性散乱の影響は、衝撃励起、電離およびそれらの逆過程による強い中性化のため、10 MeV u⁻¹以下のほぼ全エネルギー範囲においてかなり弱められるが、各過程の寄与は非常に大きい。核的阻止は温度とともに増加することが見出された。我々の計算を他のモデルと比較し、我々の結果と他のモデルとの差異についていくつかの説明を提示する。Bethe方程式は非弾性過程の寄与を少なくとも10%過大評価することが見出された。異なる機構が異なるエネルギー範囲で役割を果たすことが見出され、信頼性の高い阻止能データを得るためにはすべての機構を考慮すべきである。