Исследование спектров ядерного магнитного резонанса ионов калия в водных растворах и оценка магнитного момента ядра  39 K

Ю. И. Неронов; А. Н. Пронин

doi:10.32446/0368-1025it.2021-4-3-8

Исследование спектров ядерного магнитного резонанса ионов калия в водных растворах и оценка магнитного момента ядра ³⁹K

Ю. И. Неронов, А. Н. Пронин

https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-4-3-8

Полный текст:

PDF (Rus)

Аннотация

Рассмотрена проблема повышения точности определения магнитного момента ядра калия ³⁹K, применяемого при исследованиях нормы и патологии живых тканей методами ядерного магнитного резонанса. Представлены экспериментальные результаты определения отношения частот резонансов протонов воды и ядер ³⁹K для водных растворов KCl и KNO₃ концентрациями 0,5–2,0 моль/кг. В результате одновременной регистрации сигналов ядерного магнитного резонанса протонов воды и ядер ³⁹K минимизированы случайные и систематические погрешности определения отношения частот резонанса воды и³⁹K⁺ до единиц восьмого знака. При экстраполяции содержания солей калия в воде к нулевым концентрациям для одиночных ионов в воде значение указанного выше отношения частот резонанса составило 21,4300226(10). Итоговый магнитный момент ядра ³⁹K получен с учётом данных для магнитного момента протона и экранирования протонов в воде, представлен без корректировки на экранирование иона калия в воде в единицах ядерного магнетона и составил 0,390962111(18). С использованием значения экранирования ионов калия в воде найден магнитный момент ядра калия 0,391471(8), который сопоставлен с данными, полученными другими исследователями.

Ключевые слова

ядерные магнитные моменты, ядро атома калия, одновременная регистрация ЯМР-сигналов, квантовая радиофизика

Об авторах

Ю. И. Неронов

Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д. И. Менделеева
Россия

Юрий Ильич Неронов

Санкт-Петербург

А. Н. Пронин

Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д. И. Менделеева
Россия

Антон Николаевич Пронин

Санкт-Петербург

Список литературы

1. Mohr P. J., Newell D. B., and Taylor B. N., CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants: 2014, Reviews of Modern Physics, 2016, 88, Article ID: 035009. https://doi.org/10.1103/RevModPhys.88.035009

2. Mooser A., Ulmer S., Blaum K., Franke K., Kracke H., Leiteritz C., Quint W., Rodegheri C. C., Smorra C., Walz J., Nature, 2014, vol. 509, рр. 596–599. https://doi.org/10.1126/science.aan0207

3. Neronov Yu. I., Seregin N. N., Metrologia, 2014, vol. 51, no. 1, рр. 54–60. https://doi.org/10.1088/0026-1394/51/1/54

4. Неронов Ю. И., Серегин А. Н. Разработка ЯМРспектрометра для прецизионного определения отношения частот резонанса ядер // Измерительная техника. 2010. № 8. С. 65–70.

5. Александров B. C., Неронов Ю. И. Исследование ЯМР спектров изотопических аналогов водорода и оценка магнитного момента ядра трития // Письма в ЖЭТФ. 2011. Т. 93. № 6. С. 337–340.

6. Abragam A., The principles of nuclear magnetism, Oxford, Clarendon Press, 1961.

7. Неронов Ю. И. Магнитный резонанс в томографии и в спектральных исследованиях тканей живого организма. СПб.: ИТМО, 2007, 124 c.

8. Неронов Ю. И. Определение магнитных моментов

9. ядер 6Li и 7Li при одновременной регистрации сигналов двух ядер спектрометром на основе ядерного магнитного резонанса // Измерительная техника. 2020. № 9. С. 3–8. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2020-9-3-8

10. Неронов Ю. И. Определение температурной зависимости экранирования протонов воды и способ оценки температуры живых тканей // Измерительная техника. 2017. № 1. С. 67–70. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2017-1-67-70

11. Antušek A., Kedziera D., Kaczmarek-Kedziera A., Jaszunski M., Chem. Phys. Lett., 2012, vol. 532, рр. 1–8. https://doi.org/10.1016/j.cplett.2012.02.036

12. Sundholm D., Gauss J., Schafer A., J. Chem. Phys., 1996, vol. 105, рр. 11051–9. https://doi.org/10.1063/1.472905

13. Beckmann A., Boklen K., Elke D., Precision measurements of the nuclear magnetic dipole moments of 6Li, 7Li, 23Na, 39K and 41K, Zeitschrift für Physik, 1974, vol. 270, pp. 173–186.

14. Stone N. J., Table of nuclear magnetic dipole and electric quadrupole moments, Atomic Data and Nuclear Data Tables 90, 2005, vol. 90, Iss. 1, pp. 75–176.

15. Stone N. J., Table of nuclear magnetic dipole and electric quadrupole moments, IAEA Technical Report INDC (NDS)-0658, 2014, URL: https://www-nds.iaea.org/publications/indc/indc-nds0658.pdf (дата обращения: 10.01.2021).

16. CERN, ISOLDE-Collaboration, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A, 1993, vol. A 325, рр. 465–474.

17. Sahm W., Schwenk A., 39K, 40K and 41K Nuclear Magnetic Resonance Studies, Zeitschrift für Naturforschung, 1974, vol. 29 a, pp. 1754–1762.

18. W. R. Adam, A. P. Koretsky, M. W. Weiner, Biophysical Journal, 1987, vol. 51, no. 2, pp. 265–271. https://doi.org/10.1016/S0006-3495(87)83332-5

Рецензия

Для цитирования:

Неронов Ю.И., Пронин А.Н. Исследование спектров ядерного магнитного резонанса ионов калия в водных растворах и оценка магнитного момента ядра ³⁹K. Измерительная техника. 2021;(4):3-8. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-4-3-8

For citation:

Neronov Y.I., Pronin A.N. Investigation of the nuclear magnetic resonance spectra of potassium ions in aqueous solutions and estimation of the magnetic moment of the nucleus ^{39K. Izmeritel`naya Tekhnika. 2021;(4):3-8.
(In Russ.)

https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-4-3-8}

ISSN 0368-1025 (Print)

Логин
Пароль
	Запомнить меня

Войти

Измерительная техника

Исследование спектров ядерного магнитного резонанса ионов калия в водных растворах и оценка магнитного момента ядра 39K