Deel I: Tabblad 'Simplified NMR'
- In het hoofdvenster zie je een aantal trillende atoomkernen voorgesteld.
- Onder het venster staat het bedieningspaneel van de EM-golfgenerator. Hiermee kun je het vermogen ('Power') en de frequentie instellen.
- In de balk rechts naast het hoofdvenster staat een klein venstertje waarin twee lijnen zijn te zien. Op de bovenste lijn staan de atoomkernen die 'in trilling' zijn gebracht. Op de onderste lijn staan de kernen die geen energie van de EM-bron hebben meegekregen.
- Ook kun je in de rechterbalk het hoofdmagneetveld instellen.
Zet de power op ongeveer 50%, de hoofdmagneet ('main magnet') op ongeveer 1 T en stel de frequentie zo in dat het golfje tussen de 2 lijnen in het kleine venstertje precies tussen die 2 lijnen past.
- Wat valt je op?
- Hoe groot is de resonantiefrequentie?
- Zet nu de frequentie naar 10 MHz terug en verklaar wat je waarneemt.
Deel II: Tabblad 'Simplified MRI'
- Stel de MRI in met dezelfde waarden als waarmee je met de NMR veel resonantie waarnam. Onderaan in de rechter balk kun je onder het kopje 'head' een tumor toevoegen. Doe dit.
- De kunst is nu natuurlijk om zoveel mogelijk fotonen uit de tumor te laten komen en zo weinig mogelijk uit de rest van het hoofd.
- Zoals je ziet is de concentratie van de gevoelige kernen het grootst in de tumor. Omdat ze dichter bij elkaar liggen, draaien ze iets moeilijker en hebben dus iets meer energie nodig en dus een hogere frequentie. Regel nu de frequentie voorzichtig op totdat er bijna geen fotonen meer uit de kernen in het hoofd komen.
- Omdat de kernen ook slordiger liggen, reageren ze beter op een magneetveld dat een beetje scheef op de bewegingsrichting van de golven staat. Zet nu de horizontale 'gradient magnet' op vol en probeer het signaal van de tumor zo duidelijk mogelijk te krijgen.
- Vergelijk jouw resultaat met dat van andere leerlingen en schrijf op wat je opvalt.
Antwoord vraag I-1
Het valt op dat bij deze frequentie de ori�ntatie van de atomen (op of neer) verandert, terwijl dit bij andere frequenties voor alle atomen nagenoeg vast is.
Antwoord vraag I-2
De resonantiefrequentie is ongeveer 43.3 MHz.
Antwoord vraag I-3
Als je de frequentie terugzet naar 10 MHz, blijven de atomen in de oriëntatie vast staan waarin ze al stonden.
Richtlijn bij deel II
Bij de MRI kun je zelf experimenteren welke instellingen werken. Een verticale/horizontale gradiënt in het magneetveld helpt veel om de tumor zichtbaar te maken.
Deze appletopdracht komt uit de vwo-module 'Elektrische en magnetische velden' van het project NiNa, die de auteurs voor de pilot van het NiNa-examenprogramma hebben ontwikkeld. Via het menu hieronder kom je in de e-versie van die module op natuurkunde.nl.
| Vorige: Bijlage A10 | Terug naar: 6.4 Toepassing: Mensen scannen met MRI | Bijlage A: Overzicht appletopdrachten |
