Zustandssumme und effektive Ionisierungsspannung eines Atoms im Inneren des Plasmas

Fur die Berechnung der Eigenschaften des Plasmas ist die Kenntnis der atomaren Zustandssumme sowie der effektiven atomaren Austrittsarbeit von entscheidender Bedeutung. Die bisherige experimentelle und theoretische Fixierung beider Grosen ist unzulanglich. Hinsichtlich der Zustandssumme besteht die bekannte Divergenzschwierigkeit, deren Beseitigung sowohl numerisches als auch grundsatzliches Interesse besitzt. Vorliegende Versuche zur Begrenzung der Termzahl gehen entweder von unzulassigen Voraussetzungen aus oder begnugen sich mit einer groben Beschrankung der Termfolge. Messungen der effektiven Ionisierungsarbeit haben an Hand verschiedener Verfahren Resultate ergeben, die sich erheblich widersprechen. Zur theoretischen Bestimmung der Erniedrigung des Ionisierungspotentials liegen nur rohe Abschatzungen vor. In dieser Situation soll die folgende Untersuchung zur Klarung beitragen. Bezuglich der Zustandssumme zeigt die Berechnung des atomaren Termsystemes unter Berucksichtigung der Wechselwirkung des Atoms mit den Plasmatragern, das die Termfolge im Plasmainnern endlich und zwar sehr stark beschrankt ist. Das Ergebnis erlaubt eine sichere Bestimmung des numerischen Wertes der Zustandssumme. Der Begriff der effektiven Ionisierungsspannung wird kritisch diskutiert. Eine Berechnung der Erniedrigung der atomaren Austrittsarbeit fuhrt zu einer einfachen und leicht deutbaren Abhangigkeit von der Elektronendichte und der Temperatur. Die berechneten Werte liegen zwischen den an Hand der verschiedenen Mesverfahren erhaltenen Resultate. Ein schlussiger Vergleich zwischen Experiment und Theorie ist infolge der experimentellen Unsicherheit nicht moglich.