3He极化系统中FID NMR线圈的优化分析及实验验证

摘要：

超极化3He气体在中子极化、基础物理和诊断医学等领域广泛应用.测量其极化率对于3He极化系统至关重要.通常使用自由感应衰减核磁共振(FID NMR)线圈来检测3He原子的FID信号.线圈的测量信噪比与直径、匝数、以及其与气室的相对位置等因素相关.关于FID NMR线圈的优化分析,目前仅有少量的文献提及且缺乏详细的实验验证.本文通过对FID信号和线圈噪声的理论分析,建立了线圈测量信噪比模型,并且在基于亚稳态交换光泵(Metastability-Exchange Optical Pumping,MEOP)极化技术的3He极化系统中对FID NMR线圈进行了实验验证.实验结果显示,在半径和高度均为rcell的柱形气室中,线圈的测量信噪比在半径为rcell/2时达到最优值,此结论与理论分析结果相符.该信噪比模型的相对误差不超过10％,证明了理论模型的有效性.这些研究结果对于优化设计3He极化系统具有重要的指导意义.

关键词：自由感应衰减线圈设计、极化率测量、极化3He、亚稳态交换光泵

所属期刊栏目：41

分类号：O482.53(固体物理学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家重点研发计划;国家重点研发计划

在线出版日期：2024-09-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：266-275