Способ регистрации ядерного резонанса

Авторы патента:

G01N24 - Исследование или анализ материалов с помощью ядерного магнитного резонанса, электронного парамагнитного резонанса или других спин-эффектов (устройства или приборы для измерения эффектов магнитного резонанса G01R 33/20)

Изобретение относится к радиоспектроскопии и физике твердого тела. Цель изобретения - повышение разрешающей способности и повышение информативности за счет наблюдения дополнительных сигналов магнитного резонанса, На образец воздействуют двумя скрещенными магнитными полями, причем первое поле является многоимпульсным и лежит в области ядерного резонанса образца Второе поле является непрерывным, низкочастотным . Изменяя его частоту в широком диапазоне по уменьшению амплитуды сигнала, наблюдаемого в промежутках между импульсами первого поля, регистрируют спектр с резонансными линиями, формируемыми многоимпульсным магнитным полем на основной и комбинационных частотах . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (54)5 G 01 Й 24/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4658054/25 (22) 01.03.89 (46) 07.11.91. Бюл. М 41 (71) Пермский государственный университет им. А.M.Ãîðüêîão (72) Г.Е,Кибрик, А.Ю.Поляков и Г.Б.Фурман (53) 539.143.43(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 898303, кл. G 01 N 24/08, 1980, Ерофеев Л.Н. и др. Письма в ЖЭТФ, т.

39, вып.8 с. 367 вЂ” 360. (54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ЯДЕРНОГО

РЕЗОНАНСА (57) Изобретение относится к радиоспектроскопии и физике твердого тела. Цель изобретения вЂ” повышение разрешающей

Изобретение относится к радиоспектроскопии и физике твердого тела и может быть использовано для изучения внутрикристаллических электрических полей. дефектов в кристаллах, фазовых переходов, взаимодействия и движения атомов и молекул, природы химической связи.

Цель изобретения вЂ” повышение разрешающей способности и повышение информативности за счет наблюдения дополнительных сигналов магнитного резонанса, На чертеже показан спектр ядерного квадрупольного резонанса.

Резонанс наблюдается при воздействии высокочастотной многоимпульсной последовательности (МИП) магнитных полей на спиновую систему ядер и одновременном сканировании низкочастотного магнитного поля, перпендикулярного первому

„„5U „„1689820 А1 способности и повышение информативности за счет наблюдения дополнительных сигналов магнитно о резонанса, На образец воздействуют двумя скрещенными магнитными полями, причем первое поле является многоимпульсным и лежит в области ядерного резонанса образца Второе поле является непрерывным, нйзкочастотным. Изменяя его частоту в широком диапазоне по уменьшению амплитуды сигнала, наблюдаемого в промежутках между импульсами первого поля, регистрируют спектр с резонансными линиями, формируемыми многоимпульсным магнитным полем на основной и комбинационных частотах. 1 ил. поля. Действие многоимпульсной последовательности приводит к формированию эффективного поля, величина Я (в единицах частоты) и направление которого определяются параметрами МИП. При воздействии перпендикулярного к направлению поля

Q, низкочастотного магнитного поля (НМП) может возникнуть резонанс в эффективном поле. В представлении взаимодействия уравнение для матрицы плотностир спиновой системы, на которую одновременно действуют МИП и НМП, имеет вид ! вЂ” (Sz+py f(t) Sy+ о

+в1 (а S) cos Qt+ Нд,р) где

f(t)= g д(т вЂ” Pg-т./2)а1 =УН1,y р=О вЂ” гидромагнитное отношение ядер. ру вЂ” угловая длительность импул ьсов;вЂ”

1689820, Н1, Яи Ф вЂ” амплитуда, частота и направление НМП, и а - О

Hd - HP вЂ” секулланал часть ram вЂ” 2

5 мильтониана диполь-дипольного взаимодействия.

Анализ этого уравнения показывает, что на частотах Я< = 1 Q + К 1 возни2m тс

10 кает резонанс. Поскольку наибольшее влияние на движение ядерных спинов оказывают резонансные члены, то для учета этих членов, перейдя во вращающуюся систему координат с частотой И и используя теорию возмущений, получим, что на времевЂ” 1 нах t сод к, в спиновой системе установится квазиравновесное значение намагниченности, м„, =м,х

20 х

Яс -й ц -N)ã+- В а п2(Оа с )/(аьус)2+CO к2 где Мо вЂ” величина намагниченности в отсутствие поля НМП. 25 Величина влок Т2 P2 вЂ” характерное время спин-спиновой релаксации) зависит от параметров МИП и НМП. Соответствующим подбором этих параметров можно до- 39 биться сужения резонансных линий аналогично тому, как зто происходит в ЯМР, при выполнении условий магического угла, Это позволяет повысить разрешающую способность методики, 35

Наблюдение резонансных линий на основной и более высоких комбинационных частотах позволяет расширить диапазон частот, на которых наблюдается изучаемое физическое явление. Например, при иссле- 40 довании молекулярной подвижности способ позволяет получать информацию о медленных реориентациях молекул не только с частотами корреляции в области Q, но и с частотами корреляции, находящи- 45 мися в области всех комбинационных частот / Я>+ К /.

2ж

1с

Показанный спектр ядерного квадрупольного резонанса на комбинационных 50 частотах многоимпульсного полл записан по данному способу. Эффективное, поле создавалось многоимпульсной последовательностью MW-4.. Импульсная последовательность содержала 256 импуль- 55 сов, в промежутках между которыми проводилась выборка сигналов. Сигнал ЯКР на ядрах С! наблюдался в поликристаллическом хлорате калия на частоте 28, 9539 МГц при температуре 77 К, Перпендикулярные магнитные поля создавались скрещенными катушками. При сканировании низкочастотного поля в диапазоне частот 0,5 вЂ” 25 кГц резонансные линии зарегистрированы на основной Я/2ж = 2,4 кГц и на четырех комбинационных частотах 7,6; 12,4; 17,6 и

22,4 кГц. При этом расстояние между импульсами МИП t< = 100 мкс, напряженность

НЫП = 2,5 Э, Для приведенных параметров

МИП указанные частоты соответствуютчастотам QK для К= О, + 1, + 2. Ширина основной линии (К=О) на половине высоты Ь Я> = 2,5 кГц превышает среднюю ширину линии комбинационных частот Л Йк = 1,3 кГц.

Амплитуды всех резонансных линий сравнимы по порядку величины.

Благодаря повышению разрешающей способности ядерного резонанса, расширеwe частотного диапазона и исследовательских возможностей метода предлагаемый способ может найти широкое применение в радиоспектроскопии и физике твердого тела.

Формула изобретения

Способ регистрации ядерного резонанса, включающий воздействие на исследуемый образец скрещенными первым многоимпульсным на частоте ядерного резонанса и вторым непрерывным магнитными полями и регистрацию сигналов магнитного резонанса в промежутках между импульсами первого поля, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности и повышения информативности эа счет наблюдения дополнительных сигналов магнитного резонанса, частоту второго поля увеличивают до

2л

Я< = Q + К, где Q, вЂ” частота ядер<с ного резонанса в эффективном многоимпульсном поле, К= Î, + 1, + 2, + 3, лсвЂ” интервал между импульсами первого магнитного поля, и по уменьшению амплитуды сигналов ядерного резонанса регистрируют спектp с резонансными линиями на комбинационных частотах йк .

1689820

25 Я/@,кГ

Составитель И. Старостенко

Редактор О.Юрковецкая Техред M,Ìîðãåìòàë Корректор А, Осауленко

Производственно-издательский комбинат "Патент",.г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3808 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Изобретение относится к биохимии, а именно к энзимологии

Анализатор концентрации парамагнитных центров // 1681215

Изобретение относится к радиоспектроскопии и может быть использовано при разработке аппаратуры для количественного анализа методом ЭПР

Устройство для определения концентрации парамагнитных частиц методом электронного парамагнитного резонанса // 1681214

Изобретение относится к радиоспектроскопии и может быть использовано для количественного анализа веществ методом ЭПР

Способ определения содержания олова // 1681213

Изобретение относится к методике ядерно-физических исследований, а имеИно Изобретение относится к методике ядерно-физических исследований, а именно к методам определения содержания химических элементов с помощью эффекта Мессбауэра и может быть использовано при разведке, добыче и переработке руд,содержащих олово

Способ анализа углей методом эпр // 1679325

Изобретение относится к анализу и исследованию физических свойств твердого топлива, в частности к способам определения сорбционной газоемкости углей, и может быть использовано в геологии и горнодобывающей промышленности

Способ определения диквата // 1679324

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к способам определения гербицидов в объектах окружающей среды, и может быть использовано агрохимическими , ветеринарными, санитарно-эпидемиологическими службами при контроле за содержанием диквата

Датчик импульсного спектрометра магнитного резонанса // 1679323

Изобретение относится к радиоспектроскопии и может быть использовано в импульсных спектрометрах ядерного Mai- нитного и ядерного квадрупольного резонансов, а также в ЯМР-интроскопах для выделения полезного сигнала

Способ анализа аминов // 1679322

Изобретение относится к исследованию строения органических азотсодержащих соединений спектральными методами, а именно к определению алифатических аминов методом ядерного магнитного резонанса Н

Способ определения дифракционного поляризационного отношения // 1679321

Способ определения изотопного состава меди // 1673937

Изобретение относится к области аналитической химии, в частности к количественному определению изотопного состава меди

Способы измерения диффузии посредством ядерного магнитного резонанса (варианты) // 2104565

Устройство для каротажа буровой скважины // 2104566

Способ воздействия на трехуровневую квадрупольную спин- систему // 2105967

Изобретение относится к области радиоспектроскопии и может быть использовано при изучении структуры и строения химических соединений

Способ количественного анализа вещества // 2111479

Изобретение относится к физико-химическим методам анализа и может быть использовано во всех областях науки, техники и промышленности, в которых требуется определение содержания каких-либо веществ в исходных, промежуточных и конечных продуктах

Способ определения нитратвосстанавливающей способности биологической жидкости // 2114435

Изобретение относится к медицине, а именно к клинической биохимии и может быть использовано для определения нитратвосстанавливающей способности биологической жидкости

Устройство термостатирования образца в спектрометре магнитного резонанса // 2119675

Изобретение относится к магнитно-резонансной радиоспектроскопии и предназначено для контроля и поддержания заданной температуры и температурного градиента в объеме исследуемого образца, в частности в экспериментах по измерению времен магнитной релаксации и коэффициентов самодиффузии методом ЯМР

Ячейка для исследования короткоживущих парамагнитных частиц // 2120621

Изобретение относится к устройству ячеек для исследования короткоживущих парамагнитных частиц, образующихся при электролизе в жидкости, путем электронного парамагнитного резонанса и может быть использована для исследования электронного строения парамагнитных частиц, электрохимических и фотохимических реакций

Способ возбуждения сигналов спинового эха // 2122203

Устройство для одновременного обнаружения нескольких взрывчатых веществ и наркотиков в багаже // 2128832

Изобретение относится к области применения ЯКР (ядерный квадрупольный резонанс), в частности в установках для контроля багажа на транспорте, где запрещается провоз взрывчатых веществ и наркотиков

Устройство для одновременного обнаружения нескольких взрывчатых веществ и наркотиков в багаже // 2128832