Development of polarized Xe-129 solid for polarizing unstable nuclei

Abstract

A new method to produce the spin polarization was proposed, which comprises an implantation of unstable nuclei into a highly polarized stopper and subsequent transfer of the host nuclear polarization to unstable nuclei through dipole-dipole interactions. A polarized Xe-129 solid stopper was developed for a large spin polarization. A new Xe-129 cell system was developed in order to obtain a larger Xe-129 polarization. An optical pumping scheme with two diode lasers (about 15 W each) was used. As a result, the Xe-129 polarization of 11 percent at 800 Torr and 5.6 percent at 2,300 Torr using an enriched (79.2 percent) Xe-129 gas were obtained. In the new system, after polarizing the Xe-129 gas in a dewar, the Xe-129 solid was made within 5 min by directly immersing it into liquid nitrogen. A test using a unstable B-11 beam provided from RIKEN (Institute of Physical and Chemical Research) Ring Cyclotron was made to show that almost 100 percent Be-11 particles incident on the system could be implanted into a solid Xe-129 stopper of 1.5 x 8 x 1.5 mm(exp 3).

我々は、スピン偏極を生成する新しい方法を提案している。その方法は、高偏極ストッパ中に不安定核を注入することと双極子と双極子の相互作用により、ホストの核偏極が不安定核に変換することから成っている。偏極したXe-129固体ストッパを大きなスピン偏極のために開発している。大きなXe-129偏極を得るために新しいXe-129セルを開発している。2つのダイオードレーザ(おのおの、約15 W)を用いた光学ポンピング装置を使用している。結果として、濃縮Xe-129ガス(79.2%)を用いて、800トルにおいて11%のXe-129偏極、2,300トルにおいて5.6%のXe-129偏極を得た。この系では、容器でXe-129気体を編極した後に、液体窒素にしたして5分以内で固体にすることができた。理化学研究所リングサイクロトロンからのBe-11ビームを用いてテストを行い、1.5×8×1.5立法mmのXe-129固体ストッパにほぼ100%のBe-11ビームを止められることを示した。