Способ определения формы резонансной линии ядерного магнитного резонанса

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социзлистических

Республик

Зависимое от авт, свидетельства ¹

Заявлено 051!1.1971 (№ 1629310/26-25) М. Кл. G 01п 27/78 с присоединением заявки ¹

Комитет по делам изооретений и открытий при Совете Министров

СССР

Приоритет

Опубликовано 16.Х.1972. Бюллетень №,31

Дата опубликования описания 21.Х1.1972

УДК 543.062(088.8) Авторы изобретения

М. И. Булгаков, А. Д. Гулько, Ю, А. Оратовский и С. С. Тростин

Заявитель

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОРМЫ РЕЗОНАНСНОЙ

ЛИНИИ ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА

Целью изобретения является измерение функции формы резонансной линии f (т) р-активных ядер в широких пределах до зна 4eниЙ 10 — ),„,„, H Mенее

Сущность изобретения заключается в измерении линии ЯМР $-активных ядер посредством регистрации зависимости угловой анизотропии Р-излучения периодически создаваемой системы поляризованных радиоактивных ядер от частоты и ряда возрастающих по величине амплитуд радиочастотного магнитного поля.

Схема для измерения линии ЯМР поляризованных р-активных ядер показана на фиг. 1.

Образец 1, содержащий поляризованныг

Р-активные ядра, созданные каким-либо способом (например, облучением образца поля

ЗО ризованными частицами), находится в постоИзобретение относится к способам определения формы резонансной линии, в частности, для измерения функции формы ЯМР Р-активных ядер, получаемых циклическим образом (например, периодическим облучением мишени поляризованными частицами), с целью определения внутрикристаллических взаимодействий и структуры веществ. По форме линии

ЯМР можно определять структуру кристаллов, их дефектность и тип ее, величину квадрупольного взаимодействия и т. п.

Известные способы измерения формы линии ЯМР стабильных ядер заключаются в том, что в приемных катушках получают сигнал, индуцируемый переворачивающимися магнитными моментами исследуемых ядер, находящихся под действием двух магнитных полей — постоянного и перпендикулярного к нему радиочастотного. Функция формы резонансной линии связана с детектируемым сигналом (энергией радиочастотного поля, поглощаемой системой ядер) Av выражением

К .Н1 f()

1+ K" У -H2f() () где v — частота радиочастотного поля с амплитудой Нт, К и К" — константы, зависящие от типа ядра; T> — время релаксации исследуемых ядер, Из-за эффекта насыщения, приводящего к тому, что величина сигнала А(v) уменьшается при увеличении Нь для получения функции формы резонансной линии /(v) необходимо применение малых полей Н< (Нт - 0,1 э) в этом случае А() f(v) При этом нельзя измерить малые значения f(v) (меньше приблизительно 10 †/„„„,), так как сигнал ЯМР теряется в шумах, и, следовательно, иметь функцию f (v) в широком диапазоне частот, что необходимо для структурных выводов.

355556 янном магнитном поле Но, параллельном вектору поляризации. Перпендикулярно этому постоянному полю Но .на образец накладывается радиочастотное магнитное поле Н, создаваемое катушкой 2, питаемой от генератора 8. При частотах радиочастотного поля, близких к ларморовской частоте прецессии спинов р-активных ядер вокруг постоянного поля, происходит переориентация спинов этих ядер и уменьшение величины их поляризации.

Поскольку Р-излучение поляризованной системы Р-активных ядер обладает угловой

0 — л анизотропией (следствие .несохранения частности при р-распаде), с уменьшением поляризации уменьшается величина угловой анизотропии. Измерение угловой анизотропии производится посредством подсчета электронов распада двумя счетчиками электронов

4, б, расположенными по направлению и против направления ядерной поляризации.

Кривые, изображающие зависимость анизотропии от частоты радиочастотного поля, показаны на фиг. 2.

Функция формы резонансной линии f (v), описывающая распределение внутренних полей на р-активных ядрах в веществе, оказывается связанной с относительным изменением анизотропии s(v)/в(оо) следующей зависимостью:

Е (ч)

Я (со) (I + KHxf ()) где e(v) — угловая анизотропия р-излучения при частоте v, в(оо) — угловая анизотропия вдали от резонанса, Н вЂ” амплитуда радиочастотного поля, К вЂ” константа, зависящая от типа ядер и релаксации. Величина в()/е(оо) измеряется на опыте. Процедура получения функции f(v) следующая.

Вычисляется произведение КН f (v), после чего графическим интегрированием этой кри4 вой находится коэффициент КН,, поскольку

S f+(v)dv = 1.

Затем вычисляется функция f(v) Отличительной особенностью описываемого способа является возможность определять очень малые значения f (v) посредством использования больших амплитуд Н (действительно, в произведении КН, f(v) уменьшение f(v) компенсируется увеличением Нь так что произведение остается неизменным). Таким образом, способ регистрации линии ядерного магнитного резонанса по угловой анизотропии

Р-излучения с использованием больших амплитуд радиочастотного магнитного поля позволяет определять очень малые величины

f () (до 10 — s f„,„, и менее), причем относительная точность измерения f(v) во всем частотном интервале оказывается постоянной, Кривые, приведенные на фиг. 2 и 3, иллюстрируют описанный способ измерения функции f(v) в широких пределах по абсолютной

25 величине.

Предмет изобретения

Способ определения формы резонансной линии ядерного магнитного резонанса, заключающийся в периодическом облучении поляризованными частицами радиоактивных ядер, помещенных во взаимно перпендикулярные стационарное и радиочастотное магнитные поля, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения формы резонансной линии вдали от резонанса, измеряют частотную зависимость угловой анизотропии излучения поляризованных р-активных ядер для ряда возрастающих амплитуд радиочастотного маг4о нитного поля и определяют форму резонансной линии.

355556

fP то

70 15 2Р 25 4- ц и

Фиг о

Составитель Е. Шульгин

Техред Т. Курилко

Корректор Г. Запорожец

Редактор Т. Орловская

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3831/5 Изд. № 1545 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений к открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5