液体ヘリウム3をダイナミックに核スピン偏極させる新しい方法の開発

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16654036
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 岩田 高広 山形大学, 理学部, 助教授 (70211761)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉田 浩司 山形大学, 理学部, 講師 (80241727)
• Keywords: ゼノン / 能動核偏極 / TEMPO / ゼオライト

Research Abstract

本研究では、空孔を内包するポーラス状物質(シリカエアロジェル、ゼオライトなど)に不対電子を含む化合物をドープして、空孔に液体^3Heを満たし、マイクロ波を照射し、「能動核偏極」によって、^3He核をスピン偏極を引き起こすことを目的としている。本年度は、1)ポーラス状物質へのフリーラディカルのドープ、および偏極度システムの整備、を行った。
1)ポーラス状物質へのフリーラディカルのドープ
最も空孔率の高いシリカアエロジェルに対し、フリーラディカルのTEMPOの拡散吸収を行ったが、電子スピン共鳴スペクトルの幅が広く、TEMPOが局在していることがわかった。そこで、化学分野で実績のあるゼオライトを試してみることにした。溶媒中に溶解したTEMPOとゼオライトを混ぜ、溶媒を気化させたところ、TEMPOが均一に吸着されていることがわかった。これは、空気中でも真空中でも長時間安定していることが確かめられた。今後は、このサンプルにヘリウム3を注入し、偏極励起を行う。
2)偏極度システムの整備
Labviewというコンピュータ制御プログラムを用いて、核磁気共鳴のデータ採取システムを構築した。システムのテストとして、水、ポリエチレンなどを用いて陽子スピンに対する常温でのNMRスペクトルを得た。これにより、ヘリウム3核に対する偏極度測定に目処が立った。