Produktion von hyperpolarisiertem Xenon in einer statischen Pumpenzelle: Numerische Simulationen und Experimente

Hyperpolarisiertes ^129Xe findet zahlreiche Anwendungen in der NMR-Spektroskopie und der Magnetresonanztomographie. Die Produktion von hyperpolarisiertem ^129Xe durch Spin-Austausch optisches Pumpen ist daher ein wichtiges experimentelles Thema. Wir modellieren die dreidimensionalen Transportprozesse in einer sogenannten Batch-Modus-Pumpenzelle durch numerische Simulationen mit der Methode der finiten Elemente und vergleichen die Ergebnisse mit experimentellen Daten. Insbesondere wird der Einfluss verschiedener experimenteller Parameter wie Temperatur, Teil druck von Xenon und Stickstoff, Laserleistung und das Verhältnis von Radius zu Länge einer zylindrischen Pumpenzelle bewertet. Das entwickelte numerische Verfahren ist in der Lage, den Spin-Austausch optischen Pumpprozess realistisch zu beschreiben.