Da Ionen geladen sind, sollen sie in einem Beschleuniger Synchrotronstrahlung erzeugen. Mich interessieren die Eigenschaften der emittierten Strahlung, wenn sich noch Elektronen in der Ionenhülle befinden (nicht nur vollständig abgestreifte Kerne). Wenn das Ion hat verbleibenden Elektronen in seiner Schale, ist es die Summe von mal die Synchrotronstrahlung eines einzelnen Elektrons (plus die wahrscheinlich vernachlässigbare Synchrotronstrahlung des Atomkerns) oder ist das Ion als Ganzes zu betrachten? Wenn letzteres der Fall ist, würde ich erwarten, dass die Synchrotronstrahlung aufgrund der großen Gesamtmasse des Ions im Vergleich zu den Massen der Elektronen stark unterdrückt wird.
EDIT: Der Relativistic Heavy Ion Collider ist ein gutes Beispiel, das ich gerade gefunden habe. Der verlinkte Wikipedia-Artikel beschreibt den Beschleunigungsprozess wie folgt:
(...) Goldkerne, die das EBIS verlassen, haben eine kinetische Energie von 2 MeV pro Nukleon und eine elektrische Ladung Q = +32 (32 von 79 Elektronen, die dem Goldatom entzogen wurden). Die Teilchen werden dann vom Booster-Synchrotron auf 100 MeV pro Nukleon beschleunigt, das das Projektil nun mit Q = +77 in das Alternating Gradient Synchrotron (AGS) injiziert, bevor sie schließlich 8,86 GeV pro Nukleon erreichen und in ein Q = + injiziert werden 79-Zustand (keine Elektronen mehr) in den RHIC-Speicherring (...)
Die Goldionen haben noch Elektronen in ihrer Hülle, während sie auf relativistische Geschwindigkeiten beschleunigt werden. Jedes Mal, wenn sie auf eine andere Stufe übertragen werden, geben sie Synchrotronstrahlung ab, wenn der Strahl gebogen wird (obwohl dies in diesem Fall wahrscheinlich ein unerwünschter Nebeneffekt ist). Beeinflussen die verbleibenden Elektronen die emittierte Strahlung, bevor sie vollständig abgestreift werden?
Ich habe das Gefühl, dass das (teilweise abgestreifte) Ion als einzelnes Teilchen betrachtet werden sollte. Die Restelektronen sollen die emittierte Strahlung nur durch Veränderung des Ladungszustandes des Ions beeinflussen, also die Parameter, der in die Berechnung der gesamten abgestrahlten Leistung und des Leistungsspektrums eingeht.
Das äußere Biegefeld ist nur als Störung für die vom Kern in das Feld eingetauchten Elektronen zu betrachten. Und wie könnte ein Elektron ein (mehrere keV) Photon ausstrahlen, das an einen Kern gebunden ist? Woher soll diese Energie kommen? Wo würde das Elektron landen?
Ein ähnliches Argument ließe sich für jedes zusammengesetzte Teilchen anführen: Würden die Quarks in einem Proton unabhängig voneinander strahlen? Durch direkte Messungen am LHC wissen wir, dass dies nicht der Fall ist.
Ich stimme @DarioP vollkommen zu. Menschen beschleunigen oft Ionen mit einfach/doppelt geladenen Zuständen in Zyklotronen auf mehrere 100 MeV, und es wird keine nennenswerte Strahlung festgestellt. Wenn die Elektronen strahlen, als ob sie frei wären, dann ist der Energieverlust erheblich und das wird ihre Umlaufbahnen verändern, aber es wird nicht beobachtet.
Zum Beispiel wird ein Uranatom auf ~80 GeV (345 MeV/Nukleon 238) im Zyklotron, wenn Elektronen strahlen, wäre dies unmöglich. Aufgrund der Strahlungsverzögerung tritt im Zyklotron ein Phasenschlupf auf, und man erhält keinen guten Beschleunigungsgradienten. Das ist einer der Gründe, warum wir Elektronen in den Zyklotronen nicht beschleunigen können.
Es sei hier angemerkt, dass der Ladungszustand +72 bis +88 ist, jedoch sind noch einige Elektronen mit dem Uranion (Z = 92) verbunden.