核磁共振有没有核辐射？它背后是哪些物理原理

1940年代，费利克斯·布洛赫和爱德华·珀塞尔已经发现了核磁共振现象，并在1952年获得了诺贝尔物理学奖。1977年，在美国纽约第一次使用这种技术进行人体扫描。

核磁共振简介

当电磁波停止后，原子核会慢慢停止旋转并释放它从电磁波提取的能量，我们可以对这种能量进行测量。我们测量到有多少能量取决于有多少原子核与电磁波共振。因此，我们可以利用信号强度来判断样本中有多少特定类型的原子核。

更详细地说，核磁共振的物理原理如下。原子核由中子和质子组成，中子和质子的自旋相结合为原子核提供总自旋。总自旋可能为零也可能不为零，具体取决于原子核中质子和中子的数量。如果原子核的自旋不为零，则原子核具有磁矩，这意味着它将在磁场中以取决于原子核成分和磁场强度的频率自旋，这就是核自旋共振工作的拉莫尔频率。

上述提到，共振频率与磁场强度成正比，正因为如此，我们可以使用磁场梯度来瞄准特定位置的原子核，生成不同位置的身体切片图像。

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核磁共振使用的磁场非常强，通常是1.5-5个特斯拉。相比之下，这大约是地球磁场的几万倍，仅比大型强子对撞机所用磁场的强度低2-3倍。这些强磁场不会伤害你的身体，你只需要确保不要将磁性材料带入仪器中就行。

适合这些强磁场的共振频率在50到300Mhz的频率范围内，使用这些频率的电磁波能量太小，并不会破坏人体的化学键，因此是安全的。然而，有少量能量通过热运动沉积到人体组织中，因此我们会感觉到稍微发烫，所以我们必须注意不要做太长时间的核磁共振。