偏極^3Heガス生成による^3Heイメージング技術

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21340067
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 神戸常盤大学
• 研究代表者: 田中 正義 神戸常盤大学, 保健科学部, 教授 (70071397)
• 研究分担者: 藤原 守 (00030031) ; 郡 英輝 (40448022) ; 高松 邦彦 (80392017)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 超偏極MRI / 強制偏極法 / 高速融解法

研究概要

超偏極^3Heガスを造影剤とした^3He-MRI(磁気共鳴イメージング)を目指して、極低温と、強磁場による強制偏極法(BFM : Brute Force Method)による超偏極^3Heガス生成法の開発を行った。今回BFMを用いたのは、従来のレーザー光ポンピング法では超偏極^3Heガスの収率が高々1〓/日程度しか期待できないが、BFMではその千倍の収率が期待できるからである。
極低温(～10mK)を実現するのに、オランダ・ライデンクライオジェニクスから導入した^3He/^4He希釈冷凍機(DRS2500)を用い、17 Tの強磁場発生には超電導ソレノイドコイルを用いた。本研究では、BFMで生成された超偏極固体^3He生成用のポメランチュクセル、減偏極が起こらないように短時間で気化させる急速融解法を開発し、予備実験を行っている。

研究成果

• [雑誌論文] Feasibility study on the nuclear spion imaging(NSI) (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Tanaka, T. Kunimatsu, M. Fujiwara, H. Kohri, T. Ohta, M. Utsuro, M. Yosoi, T. Akenaga, S. Imoto, K. Takamatsu, K. Ueda, J. P. Didelez, G. Frossati, and A. de Waard
  • 雑誌名: Proceedings of Science(POS) 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distillation of hydrogen isotopes for polarized HD targets (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Ohta, S. Bouchigny, J. P. Didelez, M. Fujiwara, K. Fukuda, H. Kohri, T. Kunimatsu, C. Morisaki, S. Ono, eda, G. Rouille, M. Tanaka, K. Ueda, M. Uraki, M. Utsuro, S. Y. Wang, M. Yosoi
  • 雑誌名: Nucl. Instr. Meth 巻: A664 ページ: 347-352
  • 査読あり
• [雑誌論文] Production of polarized^3He gas by means of very low temperature and high magnetic field (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Tanaka, T. Inomata, Y. Takahashi, M. Fujiwara, M. Yosoi, H. Kohri, T. Ohta, C. Morisaki, and T. Kunimatsu
  • 雑誌名: Bulletin of Kobe Tokiwa University ページ: 42-47
  • URL: http://bulletin.kobe-tokiwa.ac.jp/_userdata/ktu_kiyou01_05.pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] HD gas analysis with gas chromatography and quadrupole mass spectrometer (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Ohta, S. Bouchigny, J. P. Didelez, M. Fujiwara, K. Fukuda, H. Kohri, T. Kunimatsu, C. Morisaki, S. Ono, G. Rouille, M. Tanaka, K. Ueda, M. Uraki, M. Utsuro, S. Y. Wang, M. Yosoi
  • 雑誌名: Nucl. Instr. Meth 巻: A640 ページ: 241-246
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of portable NMR system for polarized HD target (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Ohta, M. Fujiwara, K. Fukuda, H. Kohri, T. Kunimatsu, C. Morisaki, S. Ono, M. Tanaka, K. Ueda, M. Uraki, M. Utsuro, S. Y. Wang, and M. Yosoi
  • 雑誌名: Nucl. Instr. Meth 巻: A633 ページ: 46-50
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nuclear spin imaging with hyperpolarized nuclei created by brute force method (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Tanaka, T. Kunimatsu, M. Fujiwara, H. Utsuro, M. Yosoi, S. Ono, K. Fukuda, K. Takamatsu, K. Ueda, J. P. Didelez, G. Frossati, and A. de Waard
  • 雑誌名: Physics Conference Series 巻: 295 ページ: 1-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Brute-force polarized solid H^3e and possible application to the production of polarized gas for medical. use (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Tanaka, T. Akenaga, K. Takamatsu, K. Ueda, T. Kunimatsu, M. Fujiwara, H. Kohri, T. Ohta, M. Utsuro, K. Fukuda, J. P. Didelez, G. Frossati, and A. de Waard
  • 雑誌名: Proceedings of PSTP2011 ページ: 146-149
• [雑誌論文] Polarized HD target for future Leps Experiments at Spring-8 in Japan (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Kohri, M. Fujiwara, M. Fukuda, T. Hotta, T. Kunimatsu, C. Morisaki, T. Ohta, S. Ono, K. Ueda, M. Uraki, M. Utsuro, M. Yosoi, S. Y. Wang, S. Bouchigny, J. P. Didelez, G. Rouille, and M. Tanaka
  • 雑誌名: Int. J. Modern Phys. E(IJMPEA) ページ: 903-914
• [学会発表] 核スピンイメージング(NSI)法開発の現状 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中正義
  • 学会等名: 第2回総合スピン科学シンポジュウム
  • 発表場所: 山形大学理学部
  • 年月日: 20111015-16
• [学会発表] Nuclear spin imaging with hyperpolarized nuclei created by brute forece method (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中正義
  • 学会等名: The 7^<th> Workshop on Particle Correlations and Femtoscopy(WPCF2011)
  • 発表場所: 東京大学小柴記念館
  • 年月日: 20110920-24
• [学会発表] Polarized solid^3He target created by the brute force method for medical use (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中正義
  • 学会等名: 14^<th> International Workshop on Polarized Sources, Targets & Polarimetry
  • 発表場所: ロシア、サンクトペテルブルグ
  • 年月日: 20110912-16
• [学会発表] Development of polarized HD target for LEPS experiment (2011)
  • 著者名/発表者名: 郡英輝
  • 学会等名: 14^<th> International Workshop on Polarized Sources, Targets & Polarimetry
  • 発表場所: ロシア、サンクトペテルブルグ
  • 年月日: 20110912-16
• [学会発表] Polarized solid^3He target created by the brute force method for medical use (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中正義
  • 学会等名: The 19^<th> International Spin Physics Symposium(SPIN20100)
  • 発表場所: Institute for Nuclear Physics(IKP),ドイツ
  • 年月日: 20100927-1002
• [学会発表] MRIを用いた核スピンイメージング法のための高偏極^3Heガス生成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 國松貴之
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] MRIを用いた核スピンイメージング法のための高偏極^3Heガス生成II (2010)
  • 著者名/発表者名: 國松貴之
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 九州工業大学
  • 年月日: 20100000
• [備考]
  • URL: http://www.rcnp.osaka-u.ac.jp/～tanaka