Etude de la résonance magnétique nucléaire du xénon 129 hyperpolarisé et applications en RMN des liquides - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2008

NMR study of hyperpolarized 129Xe and applications to liquid-phase NMR experiments

Etude de la résonance magnétique nucléaire du xénon 129 hyperpolarisé et applications en RMN des liquides

Résumé

In liquid samples where both nuclear polarization and spin density are strong, the magnetization dynamics, which can be analysed by NMR (nuclear magnetic resonance) methods, is deeply influenced by the the internal couplings induced by local dipolar fields. The present thesis describes some of the many consequences associated to the presence in the sample of concentrated xenon hyperpolarized by an optical pumping process. First, we deal with the induced modifications in frequency and line width of the proton and xenon spectra, then we present the results of SPIDER, a coherent polarization transfer experiment designed to enhance the polarization of protons, in order to increase their NMR signal level. A third part is dedicated to the description of the apparition of repeated chaotic maser emissions by un unstable xenon magnetization coupled to the detection coil tuned at the xenon Larmor frequency (here 138 MHz). In the last part, we present a new method allowing a better tuning of any NMR detection probe and resulting in sensible gains in terms of sensitivity and signal shaping. Finally, we conclude with a partial questioning of the classical relaxation theory in the specific field of highly polarized and concentrated spin systems in a liquid phase.
Dans les milieux liquides où la polarisation et la densité de spins nucléaires sont importantes, la dynamique de l'aimantation, analysée par RMN (résonance magnétique nucléaire), est perturbée par les couplages internes induits par les champs magnétiques dipolaires locaux. Le présent mémoire décrit certaines conséquences associées à la présence dans l'échantillon d'une forte concentration de 129Xe hyperpolarisé par pompage optique (polarisation jusqu'à 20%), notamment les modifications des spectres RMN du proton et du xénon en présence. Puis nous présentons les résultats de l'expérience SPIDER, ayant pour but de transférer de façon cohérente la polarisation du xénon aux protons d'aimantation thermique afin d'accroître leur signal RMN. Ensuite, nous décrivons l'apparition d'émissions maser chaotiques répétées, dues au couplage inductif entre l'aimantation du xénon dans un état instable et la bobine d'analyse accordée à sa fréquence de Larmor (ici 138 MHz). Enfin, nous présentons dans la dernière partie une nouvelle méthode d'accord d'une sonde RMN permettant dans certaines conditions de réception un gain important en sensibilité et en forme de signaux, avant de conclure sur les limites de la théorie classique de la relaxation dans le cas des fortes aimantations en phase liquide.
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Dates et versions

tel-00300658 , version 1 (18-07-2008)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00300658 , version 1

Citer

Denis Marion. Etude de la résonance magnétique nucléaire du xénon 129 hyperpolarisé et applications en RMN des liquides. Matière Condensée [cond-mat]. Université de Versailles-Saint Quentin en Yvelines, 2008. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00300658⟩
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