ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 5
1.1 Ядерная спиновая релаксация адсорбированного 3Не 5
1.2 ЭПР исследование упорядоченного аэрогеля на основе Al2O3 9
ГЛАВА 2 Образцы и методика эксперимента 12
2.1 Установка для очистки 3He от примеси 4He 12
2.2 Образец исследования 18
2.3 Экспериментальная установка и методика эксперимента 19
2.4 Чистка образца аэрогеля Al2O3 24
ГЛАВА 3 Очистка 3He от примеси 4He 25
ГЛАВА 4 Адсорбция 3Не и 4He на поверхности нитевидного ориентированного аэрогеля Al2O3 31
ГЛАВА 5 Спиновая кинетика 3Не в контакте с нитевидным ориентированным аэрогелем Al2O3 36
Заключение 43
Список цитируемой литературы 44
В настоящее время в науке и технике широко применяются так называемые аэрогели - структурированные системы, состоящие из высокомолекулярных (трехмерный полимерный каркас) и низкомолекулярных (газообразная дисперсионная среда) веществ. Данные материалы проявляют механические свойства твердых тел и имеют рекордно низкую плотность, как правило полости занимают 90-99% объема, что позволяет использовать их в качестве датчиков Черенковского излучения. Так же, благодаря своей чрезвычайно низкой теплопроводности, аэрогели могут быть применены в качестве теплоизоляционных систем, применяемых, в том числе, и в космических технологиях. Удельная пористость данных материалов позволяет создавать на их основе ионисторы - конденсаторы большой емкости [2].
При проведении исследования спиновой кинетики 3Не в контакте с аэрогелем возникла необходимость очистки 3Не от примеси 4Не.Очистка проводилась по методу, описанному В.В. Дмитриевым в работе [3]. Этот метод основан на использовании отличия энергий адсорбции 3Не и 4Не на активированном угле (72,1 кал/моль или 35,9°К для 4Не, 45,3 кал/моль или 22,8°К для 3Не) [4].
Актуальность темы: Исследование процессов происходящих на границе аэрогеля и жидкого 3Не является актуальной задачей современной физики низких температур, так как аэрогель в качестве примеси 3Не существенно влияет на свойства и на механизмы релаксации 3Не.
Поставленные задачи:
1) создание ректификационной колонки, сборка установки по очистке3Не от примеси 4Не;
2) очистка 3Не от примеси 4Не с помощью собранной установки;
3) определение изотерм адсорбции и объема адсорбированного слоя
3Не и 4Не на аэрогеле Al2O3;
4) исследование процессов ядерной магнитной релаксации 3Не в контакте с аэрогелем “Nafen-90” Al2O3.
Личный вклад автора. Непосредственно автором создана колонка, собрана установка по очистке, проведен эксперимент по очистке 3Не от примеси 4Не, определены изотермы адсорбции 3Не и 4Не на аэрогеле Al2O3, а так же проведены все экспериментальные измерения ядерной магнитной релаксации 3Не в аэрогеле Al2O3.
Все представленные в данной работе экспериментальные данные были получены в НИЛ МРС и КЭ им. С.А. Альтшулера Института физики Казанского (Приволжского) федерального университета.
1) Создана колонка и собрана установка по очистке 3Не от примеси 4Не. После проведения одного цикла очистки смеси с исходной концентрацией 4Не равной 1%, было получено 340см33Не с примесной концентрацией 4Не равной 0,016%;
1) Исследована спиновая кинетика 3Не в контакте с аэрогелем “Nafen-90” AI2O3.
2) Обнаружен дополнительный механизм релаксации 3Не.
3) Показано, что дополнительный механизм релаксации не является поверхностным. Возможный механизм - релаксация 3Не за счет движения во флуктуирующем магнитном поле, созданном парамагнитными центрами.
