利用地球磁场测量质子的自旋弛豫时间

利用地球磁场核磁共振(EF NMR)的方法测量水中质子自旋弛豫的时间.两种不同的自旋弛豫时间T_1和T_2分别测得为(2.46±0.16)s和(0.83±0.02)s,与《Measurement Science and Technology》2012年(21卷)第10期上Michal CA一文所得到的结果T_1=2.3±0.1 s吻合较好.此外,实验数据也验证了居里定律,并通过对硫酸铜溶液的测量说明了溶液中离子的存在会使自旋弛豫过程加快.此工作提供了一种利用地球磁场测量秒量级的自旋弛豫时间的方法.     

非晶锂离子导体B_2O_3-0.7Li_2O-0.7LiCl-xAl_2O_3晶化初期的核磁共振研究

通过真空密封热处理、避免了样品晶化后吸水引起的误差,采用脉冲法在293K和77K测量了晶化过程初期三种非晶锂离子导体B_2O_3-0.7Li_2O-0.7LiCl-xAl_2O_3(x=0.15,0.10和0.05)的~7Li核磁共振谱。 发现在低温(77K)只有固相锂离子对应的自旋-自旋弛豫时间T_2=87μs,严格按高斯函数衰减。在室温下固相锂离子对应的T_(2s)=127μs,仍是高斯型;但液相锂离子对应的T_2却按洛仑兹函数衰减。这反映出锂离子导体的固-液二相性。 三种非晶B_2O_3-0.7Li_2O-0.7LiCl-xAl_2O_3(x=0.15,0.10和0.05)分别在热处理温度401,388和381℃附近,其液相锂离子对应的T_(2l)都剧增,其吸收谱线宽都变窄。由此再次验证了非晶母体与微晶之间的两相界面效应的物理图象。     

FNR-Ⅰ核磁共振波谱仪

基于自旋回波的原理研制成功了一台专用于分析磁性材料的核磁共振波谱仪。其工作频率为25-80MHz;输出功率10W,可用它在77-300°k范围测量铁磁材料的共振谱线,增强因数和自旋-自旋弛豫时间T₂;它也可用于测量非磁性固体的宽核磁共振谱线。     

离子导体LiCl(Al_2O_3)的核磁共振研究

本文报道了含分散第二相粒子的离子导体LiCl(或LiI)中~7Li核磁共振的观测结果,测量了~7Li核磁共振吸收谱线的线宽和自旋-晶格弛豫时间(T_1)。实验发现,在LiCl(Al_2O_3)中,~7Li的核磁共振吸收谱线上叠加了一小峰,且随第二相粒子的类型、含量和温度而变化。~7Li核磁共振信号的信噪比显著提高,自旋-晶格弛豫时间变短,且也随第二相粒子的类型、含量和温度而变化。结果表明,离子电导率的提高和附加小峰的出现都是由第二相粒子引起的,从而提出:靠近第二相粒子的LiCl界面附近的空间电荷区中高的离子传导是离子电导率提高和附加小峰出现的可能机理。     

不同浓度氯化钠水溶液核磁共振特性的实验研究

为了认识氯化钠水溶液的核磁共振特性,配制了浓度在0%~24%范围内的氯化钠水溶液,采用CPMG自旋回波法测量了横向弛豫时间和信号强度,文章分析了氯化钠水溶液浓度与横向弛豫时间及信号强度之间的关系和影响机理。结果表明,氯化钠水溶液的横向弛豫时间随着浓度增加而减小,二者存在较好的线性关系;单位质量氯化钠水溶液的核磁共振信号强度随着浓度增加而减小,二者之间也存在着较好的线性关系。利用这两种关系均可实现氯化钠水溶液浓度的核磁共振测量。     

柴油-水混合物成分的核磁共振分析

采用CPMG自旋回波序列方法研究了柴油-水混合物的核磁共振横向弛豫特性,获得了具有双主峰特征的横向弛豫时间谱,分析了柴油体积分数对双峰位置与强度的影响.结果表明:峰强与柴油体积分数呈现良好的线性相关,利用这种关系可检测柴油-水混合物的成分.     

自旋回波的简易观测方法及共振弛豫分析

在脉冲核磁共振实验中,通常采用自旋回波法测量共振弛豫时间,但模拟示波器观测难以获得准确的实验数据.通过对计算机标准配置资源声卡的性能检测及标定,使其达到物理实验测量数据定量分析的教学要求,同时利用免费的简易程序实现多通道数字信号采集功能并用于观测记录脉冲核磁共振信号.配合实验操作技术改进,既准确地测量了横向弛豫时间,又展现了符合物理实验教学的计算机应用方法.     

自旋回波法测量弛豫时间

本文报导利用我们自己研制的ZHP—1型自旋回波谱仪测量弛豫时间的有关问题,目的是为了在近代物理实验中让学生: (1) 了解脉冲核磁共振的基本实验装置和基本物理思想,学会用经典矢量模型方法解释脉冲核磁共振中的一些物理现象;     

离子导体LiCl(Al2O3)的核磁共振研究

本文报道了含分散第二相粒子的离子导体LiCl(或LiI)中⁷Li核磁共振的观测结果,测量了⁷Li核磁共振吸收谱线的线宽和自旋-晶格弛豫时间(T₁)。实验发现,在LiCl(Al₂O₃)中,⁷Li的核磁共振吸收谱线上叠加了一小峰,且随第二相粒子的类型、含量和温度而变化。⁷Li核磁共振信号的信噪比显著提高,自旋-晶格弛豫时间变短,且也随第二相粒子的类型、含量和温度而变化。结果表明,离子电导率的提高和附加小峰的出现都是由第二相粒子引起的,从而提出:靠近第二相粒子的LiCl界面附近的空间电荷区中高的离子传导是离子电导率提高和附加小峰出现的可能机理。 关键词：     

稳态核磁共振实验中弛豫时间T_2的测量方法

为解决稳态核磁共振实验中氟原子核横向弛豫时间T_2传统测量方法操作困难、测量精度差的问题,改进了实验仪器和测量方法.制作了测量线圈和电子积分器并用核磁共振方法进行标定,获得50Hz扫场信号.将此扫场信号输入到数字示波器x轴,获得了以50Hz交变磁场为横轴的共振吸收信号.用Origin软件对静态的吸收信号拟合处理,计算出T_2,误差小于3%.实验结果表明:该方法借助于Origin软件的数据处理能力,避免了传统测试方法中吸收信号抖动,测量操作更为容易.     

可激发气体振动弛豫时间的两频点声测量重建算法

振动弛豫时间是可激发气体分子内外自由度能量转移速率的宏观体现,它决定了声吸收谱峰值点对应的弛豫频率.本文给出了等温、绝热定压和绝热定容三种不同热力学过程下振动弛豫时间的相互关系;基于Petculescu和Lueptow[2005 Phys.Rev.Lett.94 238301]的弛豫过程合成算法,推导了单一压强下两频点声测量值的弛豫时间重建算法.该算法可应用于等温、绝热定压、绝热定容弛豫时间和弛豫频率的重建测量,并避免了弛豫时间传统声测量方法需要不断改变气体腔体压强的问题.仿真结果表明,对于室温下CO_2,CH_4,Cl_2,N_2和O_2组成的多种气体,重建的弛豫时间和弛豫频率与实验数据相符.     

高场强核磁共振下测量水的自旋晶格弛豫时间

在反转恢复脉冲序列中增加双极性梯度场脉冲以压制辐射阻尼效应,从而使之能够在高场强核磁共振波谱仪(Bruker AV600)中较为准确测量水的自旋-晶格时间.这一方法应用于商品化成像对比剂Gd-DTPA的弛豫率测试,得到的结果和文献相似,证实了该方法的可靠性.进一步应用于新合成成像对比剂TEMDP-EMFs性能的评价.     

双盘靶X光辐射光谱时空特性

在“星光－Ⅱ”激光装置上，利用三倍频激光辐照金双盘靶，研究Ｘ光辐射光谱时空特性。将４针孔透射光栅阵列和皮秒分幅相机结合，实现了Ｘ光辐射时间、空间、能谱三维联合测量，得到了双盘靶初级和次级辐射光谱结构，观测到Ｘ光辐射弛豫过程，并得到Ｎ带Ｏ带和零级光谱强度随时间和空间的变化特征、等离子体喷射二维空间分布、等离子体膨胀速率等重要结果。     

化学气相沉积金刚石探测器测量软X射线能谱

金刚石具备高热导率、高电阻率、高击穿电场、大的禁带宽度、介电系数小、载流子迁移率高以及抗辐射能力强等特性,可作为已应用于惯性约束聚变(ICF)实验X射线测量的硅与X射线二极管的较好替代品.随着化学气相沉积(CVD)技术的发展,CVD金刚石受到人们越来越多的关注.文中利用拉曼谱仪和X射线衍射仪对1mm×1mm×2mm,1mm×1mm×3mm两种规格CVD金刚石完成品质检测后,完成了CVD金刚石X射线探测器的集成制作,并在8ps激光器和神光III原型装置上开展了探测器时间特性等性能研究.实验结果表明,整个探测器系统前沿响应时间可达60ps,半高全宽可达120ps,与X射线二极管探测系统时间特性一致.在神光Ⅲ原型装置实验中,没有观察到探测器对3ω0激光的响应,说明探测器具有好的抗干扰能力.其测得的温度曲线与软X射线能谱仪测量结果一致,实现了X射线能谱测量的初步应用.     

The biological effectiveness of X-ray radiation

Using Monte Carlo simulation, this paper explores the passing of gamma radiation through biological thin layers. In radiobiological experiments, this method of investigation simulates the conditions for determining the relative biological effectiveness (RBE). X-ray spectra from X-ray tubes, which are often used in such experiments, are simulated in this paper. The RBE is determined as the ratio of absorption doses, when the number of ionization events is equal for gamma and X-ray radiation. The results of the estimates are represented for the modeling of X-ray spectra in the case of irradiation of biological layers of different thicknesses.     

Radiative characteristics of pulsed power driven Z-pinch aluminumplasmas

In this paper, we study the dynamics of a massive aluminum Z-pinch plasma load and evaluate its performance as a soft X-ray radiator. A radiation hydrodynamic model self-consistently driven by a circuit describes the dynamics. Comparisons are made for the K- and L-shell soft X-ray emission as a function of the ionization dynamic model. The ionization dynamic models are represented by: 1) a time-dependent nonequilibrium (NEQ) model, 2) a collisional radiative equilibrium (CRE) model, and 3) a local thermodynamic equilibrium (LTE) model. For all three scenarios the radiation is treated 1) in the free streaming optically thin approximation where the plasma is treated as a volume emitter and 2) in the optically thick regime where the opacity for the lines and continuum is self-consistently calculated online and the radiation is transported through the plasma. Each simulation is carried out independently to determine the sensitivity of the implosion dynamics to the ionization and radiation model, i.e., how the ionization dynamic model affects the radiative yield and emission spectra. Results are presented for the L- and K-shell radiation yields and emission spectra as a function of photon energy from 10 eV to 10 keV. Also, departure coefficients from LTE are presented for selected levels and ionization stages     

Simultaneous XAFS measurements of multiple samples

A four‐channel ionization chamber has been designed, constructed and tested. This ionization chamber allows X‐ray absorption spectra to be collected in transmission from up to four samples simultaneously. This results in spectra that are free of systematic uncertainty in relative energy alignment introduced by scan‐to‐scan stability of the monochromator or of numerical uncertainty associated with a post‐processing alignment algorithm, allowing, in a single shot, an absolute measure of edge shift between four samples of different valence. As four samples can be measured in parallel, the time expended over the course of an experiment to cycle the measurement environment between its rest state and the measurement condition is substantially reduced. The ionization chamber is simple in design and could be implemented at virtually any XAFS beamline with a horizontal fan of radiation such as that provided by a bend magnet or wiggler.     

利用TD-NMR技术研究杨木高温干燥过程水分分布

木材中水分状态变化和迁移对木材的物理性质有重要影响.通过时域核磁共振技术(TD-NMR)可以从分子层面解读木材与水分的关系,可以为木材干燥、木制品加工提供理论依据和实践参考.该研究以北京杨为研究对象,通过对高温干燥过程中木材内部水分变化的自由感应衰减(FID)曲线和横向弛豫时间(T_2)进行测定与分析,探究木材干燥过程中水分状态变化及迁移过程.研究结果表明,FID和T_2信号量与木材含水率高度线性相关,由此可以计算木材在干燥过程中任意时刻的含水率.通过对干燥过程中水分T_2分布的分析表明:心材试件在干燥过程中,长弛豫时间自由水(c状态水分)的拟合面积出现了先减小后增大然后再减小的趋势,而边材试件中则不存在这种现象.在北京杨心材试件中含量最多的是弛豫时间为10 ms数量级的水分,而在边材试件中各状态水分含量差异较小,含量最多的是弛豫时间为100 ms数量级的水分.在高温干燥过程中,边材试件内各状态水分百分含量减少的速度快于心材,各试件中自由水的蒸发速度明显快于结合水.     

激光汤姆逊散射技术诊断辐射加热Fe/Al等离子体状态

在神光Ⅱ激光装置上,利用激光加热金腔产生的X射线辐射场加热Fe/Al样品,随后用激光探针光入射Fe/Al等离子体并在90°散射方向采集散射光谱,同时也记录下了样品的自发辐射光谱。实验观察到了清晰的散射光谱以及Fe等离子体自发辐射光谱,诊断结果表明,Fe/Al等离子体的平均电子温度为360eV,Fe的平均电离度为18.8。     

Single-slice mapping of ultrashort T(2)

In this communication we present a method for single-slice mapping of ultrashort transverse relaxation times T(2). The RF pulse sequence consists of a spin echo preparation of the magnetization followed by slice-selective ultrashort echo time (UTE) imaging with radial k-space sampling. In order to keep the minimum echo time as small as possible, avoid out-of-slice contamination and signal contamination due to unwanted echoes, the implemented pulse sequence employs a slice-selective 180° RF refocusing pulse and a 4-step phase cycle. The slice overlap of the two slice-selective RF pulses was investigated. An acceptable Gaussian slice profile could be achieved by adjusting the strength of the two slice-selection gradients. The method was tested on a short T(2) phantom consisting of an arrangement of a roll of adhesive tape, an eraser, a piece of modeling dough made of Plasticine?, and a 10% w/w agar gel. The T(2) measurements on the phantom revealed exponential signal decays for all samples with T(2)(adhesive tape)=(0.5 ± 0.1)ms, T(2)(eraser)=(2.33 ± 0.07)ms, T(2)(Plasticine?)=(2.8 ± 0.06)ms, and T(2)(10%agar)=(9.5 ± 0.83)ms. The T(2) values obtained by the mapping method show good agreement with the T(2) values obtained by a non-selective T(2) measurement. For all samples, except the adhesive tape, the effective transverse relaxation time T(2)(?) was significantly shorter than T(2). Depending on the scanner hardware the presented method allows mapping of T(2) down to a few hundreds of microseconds. Besides investigating material samples, the presented method can be used to study the rapidly decaying MR-signal from biological tissue (e.g.: bone, cartilage, and tendon) and quadrupolar nuclei (e.g.: (23)Na, (35)Cl, and (17)O).