1、立项背景   近年来，磁约束核变、强激光驱动以及重离子束驱动惯性约束核聚变是国际科学研究领域中的热点研究课题之一，受到如美国LawrenceLivermore、LosAlamos国家实验室、德国的重离子研究中心（GSI）和俄罗斯的理论与实验物理研究所（ITEP）等国际著名研究机构的高度重视。科学工作者围绕着聚变靶丸与重离子束脉冲或强激光脉冲的相互做用的规律开展了大量的工作，其中的重要基础工作涉及束流与高Z阱腔以及靶物质相互作用过程中产生的高能量密度条件下的物质的流体动力学性质、辐射特性以及辐射转换效率等研究。束流与靶物质相互作用时，除了存在少量的核反应过程以外，大量的相互作用过程是通过光辐射和电子发射完成，这些辐射谱包含着强流与腔阱或靶作用中产生的等离子体状态参量和等离子体发生过程的大量信息以及辐射转换效率，所以通过探测研究束流与靶相互作用时的X射线辐射谱能够确定这些物理过程中等离子体的温度、密度、元素组成和离化态等参量，进而研究惯性约束核聚变过程的一些瓶颈问题。另一方面，这些参不仅在原子物理、量子电动力学、等离子体物理、材料物理等基础研究领域有重要的研究价值，而且在纳米刻蚀和小型纳米器件制作、表面分析技术、特殊功能材料研究等方面极具应用价值。国家大科学装置-兰州重离子加速器国家实验室冷却储存环（HIRFL-CSR）是国家"九五"重大科学工程之一，它采用多圈注入、剥离注入和电子冷却相结合的方法，将重离子累积到高流强，并加速到高能量，能够提供多品种高能、高流强束流。320kV重离子综合实验平台，可提供多品种高电荷态、强离子束流，通过测量重离子与高Z靶物质相互作用过程辐射的X射线特征光谱和电子发射，研究等离子体的密度、压强、膨胀速度和电导率，进一步探索极端条件下物质的性质及其运动规律，为我国高能量密度物质研究和重离子驱动惯性约束核聚变提供科学依据与基础数据。   2、主要研究内容   (1)CSR上高能脉冲束与高Z固体靶作用产生的X射线辐射研究；   (2)Xeq+、Arq+、Kr13+、Eu20+离子与高Z固体靶作用产生的X射线辐射研究；   (3)Oq+、Neq+与Si和W表面作用过程中电子发射的特性研究。   3、科学发现点   (1)用高能脉冲束C6+轰击Au靶，发现AuLX射线产生截面随离子的能量增加而增加，LX射线产生截面大于LβX射线产生截面。   (2)获得了动能为350keV-7.0MeV的重离子与高Z固体靶作用过程中发射X射线的重要信息；发现了Au等靶原子的MX射线与Xe、Eu等离子的LX射线的伴线结构。前期工作由于加速电压较低，入射离子动能较小，观测到的射线谱中大多是靶原子的特征谱线，而入射离子的特征谱线很少被激发出来，320kV上，离子动能可达1-9MeV，较高的入射离子动能可激发出能量较高的入射离子与靶原子的特征X射线，可研究入射离子及靶原子K、L、M壳层空穴的形成与衰变机制。如Eu20+离子入射Au产生表面，不仅激发出了Au的Mζ、Mα和Mδ特征X射线，还激发出Eu的MαX射线。   (3)对于重离子与重金属靶作用激发X射线的理论研究，无较完善的理论模型。将实验截面和用BEA模型、PWBA模型和ECPSSR计算的截面对比分析，给出合理的理论解释。发现BEA模型可用于中低能区，而不能用于高能区。但目前还没有合适的理论模型，有待进一步探索。采用有心保守力作用下的两体碰撞模型，考虑到离子的能损，给出了碰撞过程单离子X射线产额与离子入射动能的理论关系，射线产额的理论值与实验数据符合得较好。   (4)获得了Ne2+和O2+入射到W表面时的电子产额，实验结论与H.Rothard等人的结论（相同入射速度下电子产额随着入射离子ZP的增大而增加）矛盾，利用不同离子入射能量下反冲原子的作用，分析和解释了实验中的"反常现象"。   4、科学价值(1)用高能强流重离子束产生等离子体及其相关研究在我国尚未开展，我们首次开展了CSR提供的高能脉冲离子束与高Z固体靶Au作用时辐射的X射线谱的测量。(2)在靶材料的设计方面将不同物态的物质放在一起作对比研究是独立提出来的独特思路，该方法除了有明显的比对效果以外，也是研究高能量密度物质膨胀过程的有效手段。(3)研究成果将为我国高能量密度物质研究和重离子驱动惯性约束核聚变提供科学依据与基础数据。   5、同行引用及评价情况   本项目共发表论文40篇，其中本次上报的20篇中，被SCI收录14篇，EI收录10篇，其中SCI二区3篇，单篇最高引频11次。该项目的工作受到清华大学教授李家明院士、德国柏林自由大学NikolausStolterfoht教授和达姆工业大学DieterHoffmann教授高度赞扬，正在和法国的Jean-Pierre教授商讨合作研究。