| VIII: Darstellung des Gehirns (INHALT) |
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Rotierende Atomkerne: Der Kernspin |
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| Der Kernspin ist ein Maß für die Eigenrotation der Protonen und Neutronen des Atomkerns. Man kann sich zur Veranschaulichung den Atomkern als rotierenden, geladenen Ball vorstellen (rechts). Wie jede bewegte Ladung, so erzeugt auch die Ladung des rotierenden Kerns ein Magnetfeld - ganz analog zum Elektromagneten. Dieses Magnetfeld hat eine Richtung und eine Feldstärke. Es wird durch den magnetischen Feldvektor (mit Richtung und Betrag) beschrieben und als magnetisches Moment bezeichnet. |
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Da die Kernspins jeweils eines Paares von Protonen oder Neutronen aus energetischen Gründen
antiparallel zueinander ausgerichtet sind und damit ihre magnetische Wirkung zu Null kompensieren
Pauli-Prinzip, könen nur Kerne mit ungeraden Zahlen von Protonen oder Neutronen
einen Gesamtspin haben.
Beispiel rechts: Ein Atomkern mit zwei Protonen und zwei Neutronen (Helium) hat keinen Gesamtspin, weil die Spins der 4 Nukleonen sich gegenseitig kompensieren. Dieser Kern ist also magnetisch neutral. Das gleiche gilt für Sauerstoff (16O; 8 Protonen, 8 Neutronen) und Kohlenstoff (12C; 6 Protonen, 6 Neutronen). |
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| Zwei Drittel aller Isotope haben jedoch ungerade Zahlen von Protonen oder Neutronen und haben damit einen Gesamtspin und ein magnetisches Moment. Beispiele: Wasserstoff, 1H; Stickstoff, 14N; Phosphor, 31P; Natrium, 23Na, Fluor, 19F. Diese Isotope können in der Kernspintomographie nachgewiesen werden. |
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