сгенерировать QR код
Открытый доступ
Только для подписчиков
Исследование ЯМР-спектров цезия в водных растворах и определение магнитного момента ядра цезия-133
https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-11-3-7
Аннотация
Рассмотрена проблема повышения точности определения магнитного момента ядра цезия-133, используемого как опорный стандарт при оценивании магнитных свойств короткоживущих изотопов ядер цезия. Экспериментально получены отношения частот резонансов протонов воды и ядер цезия-133 для водных растворов CsF, CsCl и CsNO3 концентрациями 0,1–0,4 моль/кг H2O. В результате одновременной регистрации сигналов ядерного магнитного резонанса протонов воды и ядер цезия-133 минимизированы случайные и систематические неопределенности определения отношения частот резонанса протона воды и цезия до единиц восьмого знака. Проведена экстраполяция содержания солей цезия в воде к нулевым концентрациям. Для одиночных ионов цезия в воде отношение частот резонанса составило 7,6241815(2). Магнитный момент ядра цезия-133, равный 2,58243(12), вычислен с учётом данных для магнитного момента протона, экранирования протонов и ионов цезия в воде и затем сопоставлен с данными других авторов. Исследование растворов солей цезия в воде выявило аномально большую зависимость частоты резонанса ядер цезия от температуры раствора, которая в 12 раз превышает аналогичную зависимость частоты резонанса протонов воды.
Ключевые слова
ядерные магнитные моменты,
ядро атома цезия-133,
одновременная регистрация сигналов ядерного магнитного резонанса,
квантовая радиофизика
При поддержке: авторы выражают благодарность Серёгину Николаю Николаевичу за помощь в разработке и настройке электронных модулей, использованных в настоящей работе.
Об авторах
Ю. И. Неронов
Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д. И. Менделеева
Россия
Россия
Санкт-Петербург
А. Н. Пронин
Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д. И. Менделеева
Россия
Россия
Санкт-Петербург
Список литературы
1. Coc A. etal., Nuclear Physics A, 1987, vol. 468, Iss. 1, pp. 1–10. https://doi.org/10.1016/0375-9474(87)90314-9
2. Lutz O., Zeitschrift für Naturforschung A, 1968, vol. 23, no. 8, pp. 1202–1209. https://doi.org/10.1515/zna-1968-0815
3. White C. W., Hughes W. M., Hayne G. S., Robinson H. G., Phys. Rev. A, 1973, vol. 7, iss. 3, рp. 1178–1182. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.7.1178
4. Mohr P. J., Newell D. B., and Taylor B. N., Reviews of Modern Physics, 2016, vol. 88, iss. 3, 035009. https://doi.org/10.1103/RevModPhys.88.035009
5. Mooser A., Ulmer S., Blaum K. at al., Nature, 2014, vol. 509, рр. 596–599. https://doi.org/10.1038/nature13388
6. Neronov Yu. I., Seregin N. N., Metrologia, 2014, vol. 51, no. 1, рр. 54–60. https://doi.org/10.1088/0026-1394/51/1/54
7. Неронов Ю. И. Определение магнитных моментов ядер 6Li и 7Li при одновременной регистрации сигналов двух ядер спектрометром на основе ядерного магнитного резонанса // Измерительная техника. 2020. № 9. С. 3–8. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2020-9-3-8
8. Неронов Ю. И., Пронин А. Н. Исследование спектров ядерного магнитного резонанса ионов калия в водных растворах и оценка магнитного момента ядра 39K // Измерительная техника. 2021. № 4. С. 3–8. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-4-3-8
9. Неронов Ю. И., Серегин А. Н. Разработка ЯМР-спектрометра для прецизионного определения отношения частот резонанса ядер // Измерительная техника. 2010. № 8. С. 65–70.
10. Antušek A., Kędziera D., Kaczmarek-Kędziera A., Jaszuński M., Chem. Phys. Lett., 2012, vol. 532, рр. 1–8. https://doi.org/10.1016/j.cplett.2012.02.036
11. Ансельм А.А., Неронов Ю. И. Ограничение на существование спин-спинового взаимодействия неэлектромагнитного происхождения в опыте по измерению гиромагнитных отношений протона и дейтрона // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1985. Т. 88. № 6. С. 1946–1949.
12. Горшков М. В., Неронов Ю. И., Николаев Е. Н., Тарбеев Ю. И., Тальрозе В. Л. Определение магнитного момента ядра атома дейтерия с погрешностью 1,3·10–9 // Доклады Академии наук СССР. 1989. Т. 305. № 6. С. 1362–1364.
13. Неронов Ю. И. Определение температурной зависимости экранирования протонов воды и способ оценки температуры живых тканей // Измерительная техника. 2017. № 1. С. 67–70. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2017-1-67-70
Рецензия
Для цитирования:
Неронов Ю.И., Пронин А.Н. Исследование ЯМР-спектров цезия в водных растворах и определение магнитного момента ядра цезия-133. Izmeritelʹnaya Tekhnika. 2021;(11):3-7. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-11-3-7
For citation:
Neronov Yu.I., Pronin A.N. Investigation of NMR-spectra of cesium in aqueous solutions and determination of the magnetic moment of the cesium-133 nucleus. Izmeritel`naya Tekhnika. 2021;(11):3-7. (In Russ.) https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-11-3-7
Просмотров:
118
Послать статью по эл. почте 