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审核专家：孟梦中国科学院物理研究所副研究员前段时间大家的手机或许都被一个新闻刷屏：国产核磁共振仪实现量产。据有关新闻报道，相关设备的价格从三千万以上降至不到三百万，降幅超过90%。进入21世纪以来，磁场强度、磁体线性指标等不断实现突破，使核磁共振技术不再局限于实验室，逐步走向医疗领域，成为重要的现代医疗检测手段。核磁大家都听过，也有很多人去检查的时候体验过，但核磁共振背后是怎样的原理呢？核磁共振仪器实现国产对我们有哪些利好呢？图片来源：央视新闻1什么是核磁共振？为了研究物质的原子结构及其物理特性，人们通过构建强大的外部磁场使大部分原子定向分布，并施加不同波段的电磁脉冲使其在光谱上呈现出不同的信息。这种光谱学方法就是核磁共振波谱法（NuclearMagneticResonance，简写为NMR）。这种方法是从原子层面接收信息，所以可以定性地分析不同物质的元素组成和结构。来源

《核磁共振图谱解析》核磁共振技术已经广泛应用于诸多领域。在化工领域，核磁共振技术可以准确探测火箭发动机装载的燃料是否有缺陷，清楚了解不同物质的分布情况；在地质勘探领域，核磁共振技术可以在短时间内了解矿区域内的地质信息或资源分布，且几乎不会产生任何影响。核磁共振技术的应用显著提高了资源勘探的效率，降低了事故发生率，缩减成本，使很多行业都更加现代化、信息化。在医疗领域，我们通常接触到的是核磁共振成像技术（MagneticResonanceImaging，简称MRI）。2医用核磁共振的原理是怎样的？物理学的发展，某种程度上就是物质不断细分的过程。经典物理学家认为，构成物质的最小单位是原子。在原子基础上继续深入，科学家发现其内部还可以分为更小的粒子，即质子、中子和电子。从粒子的构成上说，中子不带电，原子核带正电，电子带负电。电子受到原子核中的质子吸引，二者所带正负电一一抵消，中子数量可能为零，所以原子整体呈现电中性。质子和中子在原子中心构成原子核，电子在外侧绕原子核运动。另外，大家都知我们的身体中水的含量可以达到70%。一般情况下，我们用H?O表示水分子，可以看到其中只包含一个氧原子和两个氢原子，形状上类似于卡通形象米老鼠的头。图源

百度百科其中，氢原子的原子核仅由一个质子构成。如果将质子看做一个球体，那么和宇宙天体一样，它也会以某条通过球心的直线为轴发生自转，而质子带电，带电粒子运动会产生磁场，这就形成了一个因原子核自转形成的核磁。来源

《核磁共振仪介绍》当人躺在核磁设备中时，由设备构建的相当于地磁场几万倍大小的磁场就会穿过人体，使半数以上的原子都按照一个特定方向排布。剩下不太“乖”的原子则绕该方向做进动（类似旋转的自行车轮左右摆动）。研究表明，这种进动的频率与外部磁场大小成正比。所以，用仪器施加一个从头到脚线性变化的磁场，那么人体轴向各位置的进动频率也会出现线性变化。如此一来，人体就仿佛一把琵琶，仪器发出不同波长的电磁脉冲就是拨弦的手指，弦因为手指的按压而变形，在手指松开后向外发出“声音”。这些“声音”经过专业设备的分析，可以得到关于人体的大量信息。3国产核磁共振仪器如何崛起上文提到，为了让人体内的原子“乖乖听话”，需要用设备构建一个强大的磁场，而这就需要极大的电流。根据焦耳定律可知，一段导体的发热量与其电阻值和通过的电流大小成正比。为了在电流特别大的情况下控制发热量，必须降低导体的电阻值，这并不是一件容易的事。所以，现在普遍采取的方法是将导体置于一个温度极低（-℃以下）的环境中。或许大家

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