Оглавление
- 1 Ядерный квадрупольный резонанс
- 1.1 Спектроскопия ядерного квадрупольного резонанса (NQR)
- 1.2 Принцип NQR
- 1.3 Аналогия с ЯМР
- 1.4 Определение резонансной частоты
- 1.5 Приложения NQR
- 1.6 Различение полиморфов с помощью NQR
- 1.7 Обнаружение взрывчатых веществ
- 1.8 Поддельное устройство ADE 651
- 1.9 Измерение расхода воды/газа/нефти
- 1.10 Температурный датчик
- 1.11 Ограничения NQR
- 1.12 Полезность NQR
- 1.13 Полный текст статьи:
- 2 Ядерный квадрупольный резонанс
Ядерный квадрупольный резонанс
-
Спектроскопия ядерного квадрупольного резонанса (NQR)
- Метод химического анализа, связанный с ядерным магнитным резонансом (ЯМР)
- NQR-переходы ядер могут быть обнаружены в отсутствие магнитного поля
- Резонанс обусловлен взаимодействием градиента электрического поля (EFG) с квадрупольным моментом ядра
-
Принцип NQR
- Ядра с более чем одной неспаренной ядерной частицей имеют электрический квадрупольный момент
- Допустимые уровни ядерной энергии смещаются из-за взаимодействия заряда ядра с EFG
- Облучение ядра радиочастотным излучением приводит к поглощению энергии
-
Аналогия с ЯМР
- В ЯМР ядра со спином ≥ 1/2 обладают магнитным дипольным моментом
- В NQR ядра со спином ≥ 1 также обладают электрическим квадрупольным моментом
- Частоты переходов NQR пропорциональны произведению квадрупольного момента и EFG
-
Определение резонансной частоты
- Потенциальная энергия ядра зависит от распределения заряда и EFG
- В однородных ядрах матрица Qij диагональна, что упрощает уравнение
- Частота переходов пропорциональна произведению квадрупольного момента и EFG
-
Приложения NQR
- NQR чувствителен к изменениям в распределении заряда электронов
- Метод полезен для изучения связей, структурных особенностей, фазовых переходов и молекулярной динамики
- NQR используется в фармацевтике для разделения энантиомерных соединений и кристаллических полиморфов
-
Различение полиморфов с помощью NQR
- NQR позволяет дифференцировать полиморфы, как энантиомеры
- Это делает NQR мощным инструментом для защиты лекарств от подделок
-
Обнаружение взрывчатых веществ
- Исследовательские группы работают над использованием NQR для обнаружения взрывчатых веществ
- Испытаны устройства для обнаружения наземных мин и взрывчатых веществ в багаже
- Система состоит из RF источника питания, катушки и детектора NQR
-
Поддельное устройство ADE 651
- Утверждало, что использует NQR для обнаружения взрывчатых веществ, но не могло этого сделать
- Продано за миллионы долларов в десятки стран, включая Ирак
-
Измерение расхода воды/газа/нефти
- NQR используется для измерения расхода воды/газа/нефти из нефтяной скважины
- Позволяет осуществлять локальный или удаленный мониторинг добычи
- Рассчитывает остаточную производительность скважины и соотношение воды и моющих средств
-
Температурный датчик
- NQR может использоваться как точный датчик температуры с разрешением 10-4 °C
- Основное ограничение связано с изобилием изотопов
-
Ограничения NQR
- Требует наличия ненулевого квадрупольного момента в ядрах с I ≥ 1
- Локальное распределение заряда должно отклоняться от сферической симметрии
- Требуются большие размеры выборки из-за низкой интенсивности сигналов
-
Полезность NQR
- Несмотря на ограничения, NQR-спектроскопия остается полезной в различных контекстах