Kompletny zestaw eksperymentalny: Podstawy rezonansu magnetycznego (NMR)

Podstawy

Celem tego eksperymentu jest wykazanie i podstawowe badanie zasad jądrowego rezonansu magnetycznego (NMR). Doświadczenia przeprowadza się z urządzeniem treningowym MRT. Urządzenie to umożliwia bezpośrednie badanie niewielkich próbek w komorze próbki. Jest ono sterowane za pomocą dołączonego oprogramowania. Podstawowe eksperymenty obejmują regulację częstotliwości systemu, która jest stosowana prostopadle do wektora indukcji magnetycznej jako impuls do częstotliwości HF Larmora, wyznaczenie kąta ugięcia wektora magnesowania podczas trwania impulsu HF, wpływ ilości substancji na tzw. sygnał FID (zanik swobodnej precesji), skutki specjalne niejednorodności pola magnetycznego, pomiar sygnału echa spinowego i procedury uśredniania dla maksymalizacji stosunku sygnału do szumu. Dostosowanie tych parametrów jest niezbędne dla wysokiej jakości obrazu MR.

Zadania

• Dostrojenie częstotliwości systemu do częstotliwości Larmora.
• Ustawienie czasu trwania impulsów HF (wysokiej częstotliwości), potrzebnego do wyznaczenia kąta odchylenia zbiorczego wektora magnetyzacji.
• Wpływ ilości substancji na amplitudę sygnału swobodnego zaniku indukcji (FID).
• Zminimalizowanie niejednorodności pól magnetycznych poprzez nałożenie dodatkowego pola magnetycznego (shimming – korekcja homogeniczności pola).
• Odzyskanie relaksacyjnego sygnału swobodnego zaniku indukcji (FID) za pomocą echa obracającego spiny jądrowe o 180°.
• Poprawa stosunku sygnału do szumu (SNR) dla FID.

Tematy powiązane

Spiny jądrowe, jądra atomowe z momentem magnetycznym, fizyka kwantowa a fizyka klasyczna, zakaz Pauliego, ruchy precesyjne spinów jądrowych, równania Landau’a – Lifshitz’a, równanie Blocha, magnetyzacja, warunki rezonansu, częstotliwość MR, technologia impulsu HF (wysokiej częstotliwości), sygnał FID (zanik swobodnej precesji), kąt wzbudzenia MR, echo spinowe, czasy relaksacji (T₁: podłużna magnetyzacja, ₂: poprzeczne magnetyzacja), stosunek sygnału do szumu, spektroskopia rezonansu magnetycznego (MRI) i tomografia rezonansu magnetycznego (MRT).

Oprogramowanie załączone. Zestaw nie zawiera komputera.

Skład zestawu