核磁共振中的超辐射现象—辐射阻尼

在强磁场、高灵敏度和高浓度的条件下,质子自旋磁化强度在核磁共振检测线圈中产生的感应电流能将磁化强度本身驱回平衡态,该现象被称为辐射阻尼,其本质是无线电频段的超辐射。本文综述了近年来在核磁共振领域中得到充分研究的辐射阻尼效应,并用超辐射的观点进行了必要的讨论。     

核磁共振中的超辐射现象-辐射阻尼

在强磁场、高灵敏度和高浓度的条件下，质子自旋磁化强度在核磁共振检测线圈中产生的感应电流能将磁化强度本身驱回平衡态，该现象被称为辐射阻尼，其本质是无线电频段的超辐射。本文综述了近年来在核磁共振领域中得到充分研究的辐射阻尼效应，并用超辐射的观点进行了必要的讨论。     

应用脉冲梯度场NMR研究脂蛋白的自扩散系数分布

应用脉冲梯度场（PFG）-NMR对胆固醇定值血清中的低密度脂蛋白，高密度脂蛋白及两者不同配比下的混合物的自扩散系数进行了分析. 并结合脂蛋白分子颗粒的构成探讨了脂蛋白的自扩散系数分布，认为此种胆固醇定值血清脂蛋白样品具有分散体系的特点，自扩散系数呈连续分布.     

脉冲梯度场增强的DQF-COSY实验t1噪声研究

脉冲相位的不稳定性是导致二维谱中的t₁噪声的原因之一.本文从理论上和实验上对脉冲相位不稳定性所引起的t₁噪声进行了研究.从角动量算符I_x,I_y和I_z推导中发现,由于磁化矢量在P型和N型DQF-COSY实验的脉冲梯度场中进动方向的内在差异,一部分脉冲相位误差在P型DQF-COSY实验会被重聚掉,在N型DQF-COSY实验中却会被加重.因此P型DQF-COSY实验的t₁噪声比N型小.理论推导还得到t₁噪声在P型和N型中的理论比值为√3:√11.以上理论结果得到我们实验结果的支持.     

包含辐射阻尼效应的束流纵向微波不稳定性研究

 包含束团辐射阻尼效应的Fokker-Planck方程是比较完备地描述粒子运动状态的束团分布方程。在Fokker-Planck方程的基础上采用微扰展开方法对纵向微波不稳定性的发生机制及过程进行了分析，并且根据计算结果，研究了辐射阻尼效应对纵向微波不稳定性的影响。在计算中包含了静态的势阱畸变效应。计算结果表明，包含辐射阻尼效应的纵向微波不稳定性阈值高于没有辐射阻尼效应的不稳定性阈值。     

一种用于核磁共振的脉冲场梯度单元

给出一种用于核磁共振谱仪的脉冲场梯度单元的详细设计. 它具有结构简洁、性能良好以及成本低廉等特点. 该单元只需外部设备提供两条TTL触发线即可产生任意波形的梯度脉冲，因此可以方便地与商用核磁共振仪器配套使用.     

结合脉冲梯度场的选择激发技术在溶剂峰抑制中的应用

对结合脉冲梯度场的选择激发技术在溶剂峰抑制中的四种可行序列进行比较,实验表明非对称的双梯度自旋回波序列在谱图的相位特性和溶剂峰抑制效果两方面均是最佳的方案,并将其推广应用到溶剂峰抑制的gCOSY实验中,获得较理想的溶剂峰抑制效果     

超强激光-等离子体相互作用过程中的辐射阻尼效应

基于包含辐射阻尼效应的电子运动方程,通过坐标变换,分析了圆极化和线极化超强激光在等离子体中传播时,辐射阻尼效应对电子运动的影响。结果表明:两种极化情况下,辐射阻尼效应都随等离子体密度的增大而增强;在圆极化激光中,激光强度在1023~1026 W/cm2范围(对应于不同的等离子体密度)时,辐射阻尼效应将对电子的运动产生显著的反作用,而对于线极化激光,只有当激光强度远大于极限光强时,辐射阻尼效应才对电子的运动有明显的作用。     

超强激光-等离子体相互作用过程中的辐射阻尼效应

基于包含辐射阻尼效应的电子运动方程,通过坐标变换,分析了圆极化和线极化超强激光在等离子体中传播时,辐射阻尼效应对电子运动的影响。结果表明:两种极化情况下,辐射阻尼效应都随等离子体密度的增大而增强;在圆极化激光中,激光强度在1023~1026 W/cm2范围(对应于不同的等离子体密度)时,辐射阻尼效应将对电子的运动产生显著的反作用,而对于线极化激光,只有当激光强度远大于极限光强时,辐射阻尼效应才对电子的运动有明显的作用。     

低场流动系统中超极化129Xe气体辐射阻尼的研究

辐射阻尼现象通常只有在高磁场中,利用高分辨率谱仪,才能观测到液态,像水质子这样具有大自旋浓度的信号.但是我们在低场流动系统中,利用光泵自旋交换的方法,获得高度极化的129Xe气体,从而使我们能观测到,流动系统下超极化129Xe的气态辐射阻尼信号.     

在辐射阻尼存在下有效横向弛豫时间T*2的快速测定

利用CPMG自旋回波技术,通过一连串180°脉冲抑制辐射阻尼效应,让磁化矢量经过横向弛豫T₂过程大幅度衰减后再检测回波信号的线宽,该方法可直接获得有效横向弛豫时间T*₂,并可在CPMG测试T₂值的同时进行. 另外,当饱和恢复法用于估计T*₂值时,信号检测必须使用小角度脉冲.所有结果已进行了实验验证.     

用TPPI方法消除2D COSY和MQSY实验中与辐射阻尼有关的谐波峰

在二维相关(COSY)和多量子(MQSY)实验中,TPPI(Time-proportional-phase-in-crement)方法被用于消除与辐射阻尼相关的谐波峰.二维实验中,^c/2混合脉冲常常非线性地改变磁化强度的进动相位.这一非线性变化和辐射阻尼一起导致依赖于化学位移偏置的谐波.然而,如果混合脉冲的相位正比于演化时间t₁,谐波消失,但水峰保持不变.     

NMR 中非线性梯度场下扩散行为的理论描述和蒙特卡罗模拟

利用传播子方法研究了在一般非线性场梯度下NMR信号的扩散衰减. 在自由扩散和平板间的限制扩散情况下获得了扩散衰减因子的理论表达式. 该表达式适用范围宽，且具有较简单的数学形式和明确的物理意义. 文中还将理论预测与蒙特卡罗模拟结果进行了比较. 结果表明：文中所采用的理论方法适合于表述自由扩散和短脉冲近似下的受限扩散；蒙特卡罗模拟提供了一种定性研究MRI和NMR中非均匀场梯度扩散衰减的方法.     

在强辐射阻尼存在下完全反转态的线型

在180°脉冲加z方向脉冲梯度场作用后,采样得到90%水样的自由感应衰减信号,其具有几乎完整的双曲正割函数特征,并通过付立叶变换得到其频谱,发现其具有强烈的震荡特征,这与通常用不完善的180°单脉冲观测到的相位畸变有所不同,并且发现这种强震荡只有在强辐射阻尼存在下以及θ₀非常接近180°时才能观测到.在辐射阻尼线型理论基础上,合理的理论计算已进行,我们得到了与实验观测相当一致的结果.     

DIRECT MEASUREMENT OF TRANSVERSE RELAXATION TIME OF INTERMOLECULAR MULTIPLE QUANTUM COHERENCES IN NMR

A one-dimensional NMR method is presented for measuring the transverse relaxation time, T_2,n, of intermolecular multiple quantum coherences (IMQCs) of coherence order n in highly polarized spin systems. The pulse sequence proposed in this paper effectively suppresses the effects of radiation damping, molecular diffusion, inhomogeneity of magnetic field, and variations of dipolar correlation distance, all of which may affect quantitation of T_2,n. This pulse sequence can be used to measure not only IMQC transverse relaxation time T_2,n(n>1) quickly and directly, but also the conventional transverse relaxation time. Experimental results demonstrate that the quantitative relationship between T_2,n(n≥1) and T₂ is T_2,n≈T₂/n. These results will be helpful for understanding the fundamental properties and mechanisms of IMQCs.     

吸附在活性炭、三氧化二铝和硅胶上分子的核弛豫研究

本文提出核与电子偶极相互作用和自旋扩散两种作用在被吸附到固体多电子表面上的分子弛豫起着重要作用,给出了自旋晶格弛豫时间(T_1e)和相关时间(τ_c)的关系:T_1e,-kτ_c/1+ω₀²τ_c²)^1/2,式中k对给定固体是常数。吸附在硅胶上甲苯的弛豫数据可用此式描述。得到了甲苯中甲基在不同温度下的τ_c。,它们在374K到240K间的相关时间在3.56×10^-9 s到5.76×10^-8 s范围。由此计算出其活化能为15.0kJ/mol。     

固态样品中扩散的核磁共振测量

用脉冲梯度切核磁共振测量固态样品中的扩散遇到很多困难,对于一个不用内锁的电磁体系统,观测到脉冲场梯度过后涡流造成样品处的磁场强度的强烈振荡.提出了一个用该系统测量凝胶聚合物中锂离子扩散可获得较好结果的脉冲序列.     

癸基萘磺酸钠胶束中分子动态的质子核磁共振研究

在298、303和313 K下对浓度为0.82 和2.59 mmol/L的癸基萘磺酸钠的重水溶液中质子的自旋-自旋弛豫（T₂）时间进行了测量. 浓度为0.82 mmol/L 的溶液(临界胶束浓度CMC以下)中的所有质子的T₂值均随温度上升而增长，说明整个分子运动变的更自由. 然而，浓度在CMC以上(2.59 mmol/L)时，分子中一部分参与形成栅栏层的质子的T₂值却表现出相反的效应，它们的运动随温度上升而变慢，说明在高温下为防止水分子进入疏水胶束壳内，这些栅栏层的质子堆积的更紧密. 同时分子中其他质子的T₂值随温度上升而增长，表现出正常的分子运动的温度效应.     

低磁场条件下天然气核磁共振特性的实验研究

研究天然气在低磁场条件下的核磁共振弛豫特性及含烃因子的变化对天然气的勘探和开发工作具有重要意义,由于受核磁共振仪器耐温、耐压条件的限制,这方面的研究工作非常少,国内还是空白. 本文在一套自行研制的耐高温、耐高压的低磁场(磁场强度0.056T )核磁共振设备上,对我国大庆油田深层天然气的核磁共振特性进行了实验研究,获得了天然气的T₁弛豫时间、含烃因子随温度和压力变化的函数关系. 本文的研究内容对我国正在开展的核磁共振测井工作具有重要的参考价值.