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.

Kernmagnetresonanz -Resonanz hängt davon ab, dass einzelne Kerne, wenn ein oszillierender elektromagnetischer Impuls auf Kerne in einem Magnetfeld angewendet wird, die Energie absorbieren und diese Energie in bestimmten Mustern freisetzen.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 medizinischer Bildgebungsgeräte.

Alle NMR-Technologie basieren auch auf einer Eigenschaft namens Spin.Bei der Bestimmung, ob ein gegebener Atomkerne Spin hat, wird die Anzahl der Nukleonen im Atom gezählt.Der Nucleon 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 der Kerne größer als Null.Dieser Kern soll daher die Eigenschaft des Spin besitzen.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 die Struktur der verschiedenen vorhandenen Moleküle.Die NMR -Spektroskopie war beispielsweise maßgeblich dazu beigetragenzur Stärke des Magnetfeldes, das auf sie angewendet wird.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 der inneren Struktur des Körpers aufzubauen.Der Besitz von Spin ist ein wichtiges Konzept in dieser Technologie.Dies liegt daran, dass Wasserstoffatome, die Spin aufweisen, unterschiedlich auf Magnetfelder reagieren, abhängig von anderen Arten von Molekülen, an die sie gebunden sind, und sogar die Arten von Molekülen, denen sie nahe stehen.

NMR -Technologie hat viele andere theoretische und praktische Anwendungen.Die Erdöl- und Erdgasindustrie nutzen die NMR -Technologie, um die Erforschung des Erdfelsens zu unterstützen, um Ablagerungen dieser Kraftstoffe zu finden.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.