Рекомендации по выбору

Ядерно-магнитные расходомеры пригодны для веществ, в составе которых имеются ядра с достаточно большими значениями магнитных моментов.К таким ядрам в первую очередь относятся ядра водорода.

Область применения ядерно-магнитных расходомеров ограничивается практически лишь жидкостями, поскольку у них концентрация резонирующих ядер значительна; но в принципе возможно их применение и для газов при высоких давлениях, когда плотность газов велика. Кроме того, жидкость должна иметь достаточно большое продольное время релаксации Т, — не менее 0,1 с.

Наиболее перспективно применение ядерно-магнитных расходомеров для сред с очень низкой удельной электрической проводимостью, менее чем (103—105) См/м. т. е. в области, недоступной для промышленных электромагнитных расходомеров. Заметим, что с повышением электрической проводимости жидкости у ядерно-магнитных расходомеров уменьшается отношение полезного сигнала к шуму.

Далее следует иметь в виду ограниченные возможности применения ядерно-магнитных расходомеров для измерения больших расходов из-за трудности создания магнитного поля с достаточной индукцией в больших трубах. Так, уже при трубе диаметром 90 мм индукция поля В, создаваемая поляризатором, должна быть не менее 1 Тл. Что касается малых расходов, то здесь надо лишь обеспечить, чтобы при Q время прохождения жидкостью измерительного участка не было слишком большим с учетом времени релаксации T. Этого можно достичь путем соответствующего выбора диаметра трубы. Поэтому ядерно-магнитные расходомеры применяют для измерения расхода в трубах диаметром не более 100-150 мм.

Весьма важно, что ядерно-магнитные расходомеры, предназначенные для измерения расхода жидкостей, имеющих в своем составе ядра водорода, можно градуировать на воде.

ЯМР-интроскопия

Явление ядерного магнитного резонанса можно применять не только в физике и химии, но и в медицине: организм человека — это совокупность все тех же органических и неорганических молекул.

Чтобы наблюдать это явление, объект помещают в постоянное магнитное поле и подвергают действию радиочастотных и градиентных магнитных полей. В катушке индуктивности, окружающей исследуемый объект, возникает переменная электродвижущая сила (ЭДС), амплитудно-частотный спектр которой и переходные во времени характеристики несут информацию о пространственной плотности резонирующих атомных ядер, а также о других параметрах, специфических только для ядерного магнитного резонанса. Компьютерная обработка этой информации формирует объёмное изображение, которое характеризует плотность химически эквивалентных ядер, времена релаксации ядерного магнитного резонанса, распределение скоростей потока жидкости, диффузию молекул и биохимические процессы обмена веществ в живых тканях.

Сущность ЯМР-интроскопии (или магнитно-резонансной томографии) состоит, по сути дела, в реализации особого рода количественного анализа по амплитуде сигнала ядерного магнитного резонанса. В обычной ЯМР-спектроскопии стремятся реализовать, по возможности, наилучшее разрешение спектральных линий. Для этого магнитные системы регулируются таким образом, чтобы в пределах образца создать как можно лучшую однородность поля. В методах ЯМР-интроскопии, напротив, магнитное поле создается заведомо неоднородным. Тогда есть основание ожидать, что частота ядерного магнитного резонанса в каждой точке образца имеет свое собственное значение, отличающееся от значений в других частях. Задав какой-либо код для градаций амплитуды ЯМР-сигналов (яркость или цвет на экране монитора), можно получить условное изображение (томограмму) срезов внутренней структуры объекта.

ЯМР-интроскопия, ЯМР-томография впервые в мире изобретены в 1960 г. В. А. Ивановым. Заявку на изобретение (способ и устройство) некомпетентный эксперт отклонил «… ввиду явной бесполезности предлагаемого решения», поэтому авторское свидетельство на это было выдано лишь более чем через 10 лет. Таким образом, официально признано, что автором ЯМР-томографии является не коллектив нижеуказанных нобелевских лауреатов, а российский учёный. Невзирая на этот юридический факт, Нобелевская премия была присуждена за ЯМР-томографию вовсе не В. А. Иванову.

Нобелевские премии

Нобелевская премия по физике за 1952 г. была присуждена Феликсу Блоху и Эдварду Миллс Пёрселлу «За развитие новых методов для точных ядерных магнитных измерений и связанные с этим открытия».

Нобелевская премия по химии за 1991 г. была присуждена Ричарду Эрнсту «За вклад в развитие методологии ядерной магнитной резонансной спектроскопии высокого разрешения».

Нобелевская премия по химии за 2002 г. (1/2 часть) была присуждена Курту Вютриху «За разработку применения ЯМР-спектроскопии для определения трехмерной структуры биологических макромолекул в растворе».

Нобелевская премия по физиологии и медицине за 2003 г. Была присуждена Полу Лотербуру, Питеру Мэнсфилду «За изобретение метода магнитно-резонансной томографии».

Список использованной литературы:

• Кремлевский П. П. Расходомеры и счетчики количества веществ: Справочник: Кн. 2 / Под общ. ред. Е. А. Шорникова. — 5-е изд., перераб. и доп. — СПб.: Политехника, 2004. — 412 с

• Сликтер Ч., Основы теории магнитного резонанса, перевод с английского, М., 1967; Абрагам А., Ядерный магнетизм, перевод с английского, М., 1963; Альтшулер С. А., Козырев Б. М., Электронный парамагнитный резонанс, М., 1961.

• Абрагам А. Ядерный магнетизм. — М.: Издательство иностр. лит., 1963.

• Сликтер Ч. Основы теории магнитного резонанса. — М.: Мир, 1981.

• Эрнст Р., Боденхаузен Дж., Вокаун А. ЯМР в одном и двух измерениях: Пер. с англ. под ред. К. М. Салихова, М.: Мир, 1990.

• Гюнтер Х. Введение в курс спектроскопии ЯМР: Пер. с англ. — М.: Мир, 1984. — 478 с.

• Дероум А. Современные методы ЯМР для химических исследований.

• Калабин. Природная спектроскопия ЯМР природного органического сырья.

• Чижик В. И. Квантовая радиофизика. Магнитный резонанс и его приложения. — С-Петерб. ун-та, 2004(2009), — 700с.

• Аминова Р. М. Квантовохимические методы вычисления констант ядерного магнитного экранирования — в журн. Химия и

20