[实用新型]一种氦三中子极化装置

说明书

本实用新型涉及中子极化技术领域，具体涉及一种氦三中子极化装置，本申请的氦三中子极化装置包括极化组件、加热组件、磁场组件和激光组件。其中，极化组件内部形成有一个密封的极化腔，用于盛装氦三气体，加热组件用于对极化组件进行加热，为氦三气体极化提供所需的高温度环境，磁场组件设置在极化组件的外围，用于为极化过程提供一个稳定的极化磁场，激光组件用于向极化腔内通入圆偏振光，为所述氦三原子的极化提供光子，使得碱金属原子吸收光子跃迁的过程持续进行，并与氦三原子连续碰撞，完成极化转移，最终实现氦三原子的极化，进而进行中子的极化。

技术领域

本实用新型涉及中子极化技术领域，具体涉及一种氦三中子极化装置。

背景技术

中子为1/2自旋粒子，带有磁偶极矩，因此可以被极化而产生极化中子束。极化中子散射在磁性材料的研究上有其他任何技术都无可匹敌的优势，是唯一一种能无差别分别磁散射和核散射的探测技术。在目前主流的中子极化技术中，极化氦三中子自旋过滤装置具有接收角度大、极化率高、本底低、能谱宽、极化与分析能力均匀等显著优势，成为目前实现中子极化的主流选择。氦三中子极化方法中的SEOP方法中，直接在高压(1-10bar)下实现氦三的极化，首先将碱金属最外层电子极化，再通过自旋交换的方式将极化转移到氦三原子的核自旋上。由于其在多波长范围内可使用、接收角大以及可以同时作为极化翻转器和极化分析器使用的优点，是最适用于散裂中子源的极化器。实验室中的原位系统，随着时间的增加，中子的自旋极化率会降低进而影响实验，例如磁成像的测量需要较长的测量时间，因此中子自旋极化必须在几天内保持稳定。原位系统不便于运输，且其极化度随着时间的推迟而迅速衰减，因此需要设计对应的在线极化氦三中子自旋过滤系统，并保持整个过程中中子束的稳定极化，以完成极化中子实验。

实用新型内容

本实用新型提供一种氦三中子极化装置，其目的在于在线对中子进行稳定极化。

一种氦三中子极化装置,包括：极化组件、加热组件、磁场组件和激光组件；

所述极化组件内部形成有一个密封的极化腔，用于盛装氦三气体和碱金属；

所述加热组件用于对所述极化组件进行加热，为所述氦三气体极化提供所需的温度环境；

所述磁场组件设置在所述极化组件的外围，用于形成一个稳定的极化磁场；

所述激光组件用于向所述极化腔内通入圆偏振光，为所述氦三气体极化提供光子。

在一种实施例中，所述加热组件包括加热筒体和加热管道，所述加热管道内通入有加热后的气体；

或者所述加热组件包括加热筒体以及加热控制器，该加热控制器为风管型加热控制器，利用空气流通过一个封闭的加热表面来进行加热。

在一种实施例中，所述磁场组件包括AFP线圈组件和主磁场组件；

所述AFP线圈组件包括第一筒体以及绕制在该第一筒体上的AFP线圈，所述AFP线圈沿着所述第一筒体的轴向绕制在所述第一筒体外壁上；

所述主磁场组件包括第二筒体和绕制在该第二筒体外壁上主线圈，所述主线圈沿着圆周方向绕制在所述第二筒体的外壁上。

在一种实施例中，所述主磁场组件还包括两个副线圈，所述两个副线圈均沿着圆周方向绕制在所述主线圈的外围，并且分别位于所述第二筒体两端的位置。

在一种实施例中，还包括冷却水管，所述冷却水管绕制在所述加热筒体的外围；

还包括圆形支撑件，所述支撑件上设有蓝宝石片，所述支撑件设置在所述第一筒体的两端，所述第二筒体套装在所述第一筒体外，所述支撑件的四周与所述第二筒体的内壁接触；

所述冷却水管位于所述加热筒体和第一筒体之间，用于对所述AFP线圈组件和主磁场组件进行热隔离。