[發(fā)明專利]一種集成儲存激光極化氙的裝置及方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710218383.3 | 申請日： | 2017-04-05 |
| 公開（公告）號： | CN106969256B | 公開（公告）日： | 2018-10-12 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 周欣;孫獻平;趙修超;肖康達;孔霞;劉買利;葉朝輝 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所 |
| 主分類號： | F17C1/12 | 分類號： | F17C1/12;F17C13/00;F25D11/00;F25D19/00 |
| 代理公司： | 武漢宇晨專利事務(wù)所 42001 | 代理人： | 李鵬;王敏鋒 |
| 地址： | 430071 湖*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 集成 儲存 激光 極化 裝置 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種集成儲存激光極化氙的裝置包括保溫室、制冷單元以及控制單元，保溫室內(nèi)設(shè)置有若干個冷阱單元，冷阱單元包括螺旋管，螺旋管一端通過內(nèi)真空套管管道與進氣連接頭連接，螺旋管另一端通過外管道與出氣連接頭連接，螺旋管的兩側(cè)設(shè)置有用于提供磁場的永磁鐵，內(nèi)真空套管管道上設(shè)置有進氣真空閥門，外管道上設(shè)置有出氣真空閥門。通過集成的固態(tài)儲存方法，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，可以實現(xiàn)集成多個永磁鐵的磁場單元和相同數(shù)目的冷阱單元、更大容量的激光極化氙累積，滿足于人體肺部激光極化氣體氙磁共振成像應(yīng)用和對肺部疾病的診斷要求，具有重要應(yīng)用前景。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及激光極化惰性氣體原子核自旋、激光極化氣體磁共振成像和波譜領(lǐng)域，具體涉及一種集成儲存激光極化氙的裝置，還涉及一種集成儲存激光極化氙的方法，通過集成的固態(tài)儲存方法，可以實現(xiàn)多冷阱單元更大容量的激光極化氙累積，滿足于人體肺部激光極化氣體氙磁共振成像應(yīng)用和對肺部疾病的診斷要求。
背景技術(shù)
與相同磁場和溫度環(huán)境中由玻爾茲曼分布決定的惰性氣體熱平衡極化度相比，激光光泵和自旋交換方法[Walker T G,Happer W.Rev.Modern Phys.,1997,69(2):629]可以使得激光極化氙-129、氙-131、氦-3、氪-83等惰性氣體的原子核自旋高度極化、磁共振信號獲得大于10,000倍的增強[Zeng XZet al.,Journal of Atomic and Molecular Physics,1990,7(4):1636]。讓肺部吸入作為造影劑的激光極化惰性氣體，可以實現(xiàn)肺部激光極化惰性氣體的磁共振成像[Mugler J P III,Driehuys B,Brookeman J R et al.,Magn.Reson.Med.,1997,37:809]，解決了肺部在傳統(tǒng)磁共振成像中一直是“盲區(qū)”問題。特別地，對于高度激光極化的惰性氣體氙，因為其能夠溶入血液和脂肪[Cleveland Z I,Cofer G P,Metz G et al.,PLoS ONE,2010,5:e12192]，因此，作為新的方法也能夠進一步地實現(xiàn)溶解態(tài)的磁共振成像，獲得有價值的肺部結(jié)構(gòu)或者功能方面的信息。
在通常情況下，流動工作方式的激光極化系統(tǒng)[Zhou X,Sun X P,Luo J et al.,Chinese Phys.Lett.,2004,21(8):1501]還不能夠直接產(chǎn)生用于人體肺部磁共振成像所要求的大容量激光極化氙氣體,需要附加地使用一個激光極化氙收集/儲存系統(tǒng)?；诩す夤獗煤妥孕粨Q方法的激光極化系統(tǒng)實時生產(chǎn)高度核自旋極化氙氣體，工作時，激光照射堿金屬原子蒸氣，當(dāng)按照一定比例配比的混合氣體(氙氣+氮氣+氦氣)連續(xù)不斷地流動通過自旋交換光泵系統(tǒng)時，與極化的堿金屬原子碰撞自旋交換，激光極化堿金屬原子的極化轉(zhuǎn)移到氙原子的核自旋上后，流入到收集/儲存系統(tǒng)里,通過低溫和磁場將激光極化氙以固態(tài)形式保存，連續(xù)工作一段時間后,能夠儲存足夠容量的激光極化氙。這里使用的收集/儲存系統(tǒng)已經(jīng)有多種的技術(shù)方案和類型[孫獻平,周欣,羅軍等,中國發(fā)明專利號:ZL03125419.5,授權(quán)公告日:2006.01.02；Gatzke M,Cates G D,Driehuys B et al.,Phys.Rev.Lett.,1993,70:690]，通常地，其由磁場、杜瓦瓶和儲存玻璃冷阱組成。由兩塊平板磁鐵或者兩組環(huán)狀磁鐵產(chǎn)生磁場，位于杜瓦瓶里的液氮或者液氦將儲存玻璃冷阱中激光極化氙氣體冷凍為固態(tài)，工作一段時間后累積到所需的容量并保持激光極化氙的核自旋極化度，需要使用時，將固態(tài)激光極化氙升華到氣態(tài)[周欣，孫獻平，趙修超等，中國發(fā)明專利號：ZL201410096987.1,授權(quán)公告日：2016.01.20]，能夠滿足單次人體肺部氣體磁共振成像對激光極化氙產(chǎn)率和極化度要求。
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