Was ist nukleare Magnetresonanz?

Alle magnetischen Kerne besitzen eine Eigenschaft, die als nukleare Magnetresonanz oder NMR bezeichnet wird, wenn sie sich in einem Magnetfeld befinden und wenn bestimmte andere Bedingungen erfüllt sind. Nach diesen Prinzipien wurde eine Reihe verschiedener Arten von Technologien entwickelt. Dazu gehören verschiedene Arten von medizinischer Bildgebung und Spektroskopie. Das Muster der Energieabsorption und -freisetzung hängt sowohl von der Stärke des Magnetfeldes als auch von bestimmten anderen Variablen ab. Durch die Untersuchung dieser Muster können Physiker quantenmechanische Eigenschaften von Atomkern untersuchen. Chemiker können die NMR-Technologie verwenden, um die chemische und strukturelle Zusammensetzung von Proben zu untersuchen, und in der Medizin ist die nukleare Magnetresonanztechnologie die Grundlage für eine häufig verwendete Art von medizinischer Bildgebungsausrüstungment. Bei der Bestimmung, ob ein gegebener Atomkerne Spin aufweist, wird die Anzahl der Nukleonen im Atom gezählt. Der Nukleon ist der kollektive Name, der Protonen und Neutronen gegeben wird. Wenn die Anzahl der Protonen und Neutronen in einem Kern eine ungerade Zahl ist, ist die Spinmenge, die der Kerne hat, größer als Null. Dieser Kern soll daher die Eigenschaft des Spin besitzen. Jeder Kern, der Spin besitzt, kann mit der NMR -Technologie untersucht werden.

In der nuklearen Magnetresonanzspektroskopie wird eine Maschine, die als nukleares Magnetresonanzspektrometer bezeichnet wird, verwendet, um Informationen über die Art, Anzahl und die Anordnung von Kernen innerhalb einer bestimmten Probe zu erhalten. Die Analyse eines NMR -Spektrums durch einen Chemiker kann beispielsweise Informationen über die verschiedenen Arten von Chemikalien liefern, die in einer Probe vorhanden sind, sowie über die Struktur der verschiedenen MolekuLes vorhanden. Die NMR -Spektroskopie war beispielsweise maßgeblich dazu beigetragen

Die Grundlage der Kernmagnetresonanztomographie beruht auf der Tatsache, dass die Resonanzfrequenz verschiedener Moleküle proportional zur Stärke des auf sie angewendeten Magnetfelds ist. Wenn eine Probe in einem oszillierenden Magnetfeld platziert wird, variieren die Resonanzfrequenzen der Kerne innerhalb der Probe je nachdem, wo sie sich in diesem Feld befinden. Diese Variationen können dann verwendet werden, um ein Bild der Probe selbst aufzubauen.

In der Medizin wird diese Technik allgemein als Magnetresonanztomographie oder MRT bezeichnet. Diese medizinische Bildgebungsgeräte verwendet Magnetfelder, um die im Wasser vorhandenen Wasserstoffatome auszurichten. Da der menschliche Körper einen großen Anteil an Wasser enthält, erzeugt das Ausrichten von Wasserstoffatomen auf diese Weise genügend Informationen, um ein Bild derinnere Struktur des Körpers. Der Besitz von Spin ist ein wichtiges Konzept in dieser Technologie. Dies liegt daran, dass Wasserstoffatome, die Spin aufweisen, unterschiedlich auf Magnetfelder reagieren, abhängig davon, welche anderen Arten von Molekülen sie gebunden sind, und sogar die Arten von Molekülen, denen sie nahe stehen.

Die

NMR -Technologie hat viele andere theoretische und praktische Anwendungen. Die Erdöl- und Erdgasindustrie nutzen die NMR -Technologie, um die Erkundung des Erdfelsens zu unterstützen, um Ablagerungen dieser Kraftstoffe zu lokalisieren. Eine der wichtigsten Verwendungen der NMR -Technologie bei der Untersuchung von Proben ist, dass dies ohne Zerstörung der Stichprobe durchgeführt wird. Dies bedeutet, dass NMR -Tests an Proben durchgeführt werden können, die empfindlich oder gefährlich mit einem stark reduzierten Risiko sind.