3He氣體極化前預(yù)處理系統(tǒng)的研發(fā)和性能驗證.pdf

1、目前，3He已經(jīng)廣泛應(yīng)用于中高能核物理領(lǐng)域及生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，特別是在肺部診斷中，基于超極化3He氣體的磁共振成像可以提供清晰的肺部病灶圖像，為實現(xiàn)肺部疾病的早期診斷提供了可能。本論文主要基于堿金屬自旋交換光泵浦的原理，設(shè)計并制作出基于超極化3He氣體的極化腔，并在自主設(shè)計的3He極化裝置中實現(xiàn)純Rb和Rb-K兩類交換介質(zhì)下3He的極化，并對極化后的超極化3He氣體進(jìn)行提取和保存，使其應(yīng)用于低場磁共振的肺部成像。
　　主要工作內(nèi)容和成

2、果如下:
　　首先，比較不同堿金屬與3He間的自旋交換率和自旋弛豫率，并探索當(dāng)使用混合堿金屬作為交換介質(zhì)時，不同堿金屬蒸汽在極化腔中的最佳蒸汽密度比D值;討論極化腔表面積與體積的比例對于3He極化度的影響。
　　其次，根據(jù)具體的實驗要求，設(shè)計并搭建用于超極化3He氣體的極化腔及其附屬支管，討論不同的材料在極化過程中對3He氣體的影響，并對管路的制作流程進(jìn)行詳細(xì)闡述。
　　再次，針對極化腔的制作進(jìn)行抽真空充氣系統(tǒng)的設(shè)計和

3、搭建，對搭建的抽真空充氣管路進(jìn)行測試使其滿足設(shè)計需求，并在此基礎(chǔ)上總結(jié)相應(yīng)實驗氣體的充氣測量的方法。
　　此外，設(shè)計并搭建基于超極化3He氣體的提取裝置，比較不同材料對超極化3He氣體退極化率的影響，并制作出儲存極化氣體的采樣袋。
　　最后，利用搭建完成的極化腔和抽真空充氣系統(tǒng)以及配置好的堿金屬混合物制作出基于超極化3He氣體的極化腔，并使用電子順磁共振方法(EPR)對極化腔中的超極化3He氣體的極化度進(jìn)行測量，得到輸運曲線