Proteção magnética nuclear

A proteção magnética nuclear é a prática de reduzir o campo electromagnético num espaço nuclear, bloqueando o campo electromagnético com barreiras feitas de condutores de materiais magnéticos. A proteção magnética que bloqueia a radiação electromagnética de radiofrequência também é conhecida como proteção RF .^[1]

Histórico

Em 1941, Willis E. Lamb apresentou na Physical Review 60 a expressão inicial sobre a constante de proteção magnética. Neste trabalho o desenvolvimento da expressão da constante de proteção magnética (tensor proteção magnética) foi elegantemente realizada através dos fundamentos do eletromagnetismo clássico.^[1]

Propriedades

Lamb obteve a referida expressão

$H^{″} (r)_{z} = \frac{e H}{3 m c^{2}} \int \frac{d r^{'} ρ (r)}{r^{'}}$

Onde H” é o campo secundário produzido pela orbital molecular quando irradiado por um pulso de rf, e = carga e^-. esta expressão é também demonstrada de uma forma mais didática

$J = N e v a$

onde Na = ρ , onde ρ é a densidade de carga do sistema e J é densidade de corrente, como a carga eletrônica está circulando ao redor do núcleo, tem uma velocidade (ω x r) em cada ponto de coordenadas r, referidas ao núcleo como origem. Logo a densidade de carga pode ser expressa,

$J = e ρ v$

como $ν = (ω \times r)$

$\vec{J} (r) = e ρ (ω \times \vec{r})$

onde $ω = \frac{e}{2 m} B_{0}$

$\vec{J} (r) = \frac{e}{2 m} ρ ({\vec{B}}_{0} \times \vec{r})$ (Z)

pela lei de Biot-Savart ,temos

$d {\vec{B}}^{'} = - \frac{μ_{0}}{4 π} \frac{\vec{J} \times \vec{r}}{r^{3}} d v$ (X)

a junção de (Z) com (X) , temos

$d {\vec{B}}^{'} = - \frac{\frac{μ_{0}}{4 π} [- \frac{e^{2}}{2 m} ρ ({\vec{B}}_{0} \times \vec{r})] \times \vec{r} d v}{r^{3}}$

$d {\vec{B}}^{'} = - \frac{μ_{0}}{8 π m} \frac{({\vec{B}}_{0} \times \vec{r}) \times \vec{r}}{r^{3}} ρ d v$

Em 1950, Norman F. Ramsey apresentou um trabalho na Physical Review 78 , o qual desenvolveu duas expressões para a proteção magnética nuclear. Como o campo magnético do núcleo não é igual ao campo externo aplicado devido ao campo secundário que surge do movimento dos elétrons na orbital molecular. A expressão para a contribuição do elétron para o campo magnético foi mostrada consistindo em duas partes.^[1] A primeira é um termo simples que é semelhante à correção diamagnética desenvolvida por Lamb para átomos. O segundo é complicado surgindo do paramagnetismo de segunda-ordem e é análogo ao termo dependente nos elementos de matriz de freqüência na teoria do diamagnetismo molecular. Debaixo de circunstancias o termo paramagnético de segunda-ordem pode ficar muito grande.

Desde que ambos termos são alterados quando o mesmo núcleo está em moléculas diferentes, eles explicam o efeito químico que foi informado por vários observadores em medidas de momentos nucleares pelo menos parcialmente e talvez completamente.