极化~3HE系统及其极化率测量

发布时间：2020-03-22 07:12

【摘要】：自旋交换光学泵浦(SEOP)碱金属与惰性气体的研究自从1960年就存在了,本文通过SEOP得到自旋极化的~3He气体。~3He气体核自旋极化技术在很多科技领域都有很深的研究。自旋极化的~3He气体可以用来研究中子与带电粒子或光子的反应;还可以用来探测在标准模型之外的新相互作用;自旋极化的~3He气体还可以用于磁强计的研制,在核磁共振(MRI)成像领域有很大的应用前景;除此之外,自旋极化的~3He气体还可以用来制备极化的中子,在中子检测方面有很好的应用前途。高度极化的~3He气体也可以用作极化分析。国内中子极化分析技术处于研发阶段,目前国内三大中子源都在进行相关工作。极化~3He系统主要包括四个部分:激光泵浦系统、加热炉系统、磁场环境、极化率测量系统。要获得高的极化率每一部分都要非常精确,包括:激光光谱的窄化和光路的设计、加热系统的温度稳定性、主磁场的均匀度、~3He极化腔特种玻璃的选择(~3He会与腔室发生碰撞从而退极化)、~3He极化率的测量过程对极化率的影响。本文主要从这几方面优化了整个极化~3He系统,提高~3He极化率。为了保持~3He的极化率,要保持主磁场的均匀度,减小磁场梯度对纵向弛豫时间的影响。对于激光光谱,采用啁啾布拉格光栅光谱窄化技术进行光谱窄化。极化腔采用GE180特种玻璃,这种玻璃对~3He非常友好,碰撞产生的弛豫很小,同时不会影响中子束线的透射。测量~3He的极化率,采用核磁共振(NMR)和电子顺次共振(EPR)的方法。核磁共振测量的是~3He的相对极化率,电子顺次共振测量的是~3He的绝对极化率。相比于核磁共振方法,测量碱金属的电子顺磁共振信号的方法更加准确。本人主要工作集中在整个系统的搭建、激光光路的优化调试、极化率测量系统调试。调试激光光路得到右旋圆偏振光,精确的确保激光的偏振态处在圆偏光。在翻转~3He的自旋极化方向时,会损失~3He的极化率,需要得到AFP线圈的最优解。本文通过大量的实验、优化设计减少了在翻转过程中~3He极化率的损失,得到了精确的~3He极化率信号。相较于国外研究机构的数据,我们的成果接近世界先进水平。论文中含有图41幅,参考文献56篇。
【图文】：

图１．４探寻新相互作用示意图逡逑

图１．６碱金属Ｒｂ的核外层电子极化示意图
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：O571

【参考文献】

相关硕士学位论文 前1条

1 王文钊;极化~3He系统的主磁场线圈优化[D];兰州大学;2018年

，

本文编号：2594704