目前,~3He已经广泛应用于中高能核物理领域及生物医学领域,特别是在肺部诊断中,基于超极化~3He气体的磁共振成像可以提供清晰的肺部病灶图像,为实现肺部疾病的早期诊断提供了可能。本论文主要基于碱金属自旋交换光泵浦的原理,设计并制作出基于超极化~3He气体的极化腔,并在自主设计的~3He极化装置中实现纯Rb和Rb-K两类交换介质下~3He的极化,并对极化后的超极化~3He气体进行提取和保存,使其应用于低场磁共振的肺部成像。主要工作内容和成果如下:首先,比较不同碱金属与~3He间的自旋交换率和自旋弛豫率,并探索当使用混合碱金属作为交换介质时,不同碱金属蒸汽在极化腔中的最佳蒸汽密度比D值;讨论极化腔表面积与体积的比例对于~3He极化度的影响。其次,根据具体的实验要求,设计并搭建用于超极化~3He气体的极化腔及其附属支管,讨论不同的材料在极化过程中对~3He气体的影响,并对管路的制作流程进行详细阐述。再次,针对极化腔的制作进行抽真空充气系统的设计和搭建,对搭建的抽真空充气管路进行测试使其满足设计需求,并在此基础上总结相应实验气体的充气测量的方法。此外,设计并搭建基于超极化~3He气体的提取装置,比较不同材料对超极化~3He气体退极化率的影响,并制作出储存极化气体的采样袋。最后,利用搭建完成的极化腔和抽真空充气系统以及配置好的碱金属混合物制作出基于超极化~3He气体的极化腔,并使用电子顺磁共振方法(EPR)对极化腔中的超极化~3He气体的极化度进行测量,得到输运曲线和自旋弛豫曲线。