Kernmagnetische Resonanz

(englisch: Nuclear Magnetic Resonance, NMR) auch: Kernspinresonanz;

physikalisch-technisches Prinzip, das vor allem von der Metallographie bei der kernmagnetischen Resonanzspektroskopie (englisch: Nuclear Magnetic Resonance Spectroscope, NMR) und von der Medizin bei der Kernspintomographie (auch: Magnetresonanztomographie, MRT) genutzt wird.

Es basiert auf der Tatsache, dass sich ein Atomkern wie ein kleiner Magnetkreisel verhält: Wie eine Magnetnadel mit Nord- und Südpol rotiert er um seine eigene Achse (Spin). Die mitrotierende elektrische Ladung erzeugt einen Ringstrom, der seinerseits ein magnetisches Feld aufrecht erhält. Unbeeinflusst durch ein äußeres Feld sind die Spinachsen ungeordnet in der Materie oder etwa die der Wasserstoffatome in Zellgewebe orientiert. In einem statischen Magnetfeld dagegen richten sie sich nach dessen Nord-Süd-Richtung aus. Zuvor werden die Atomkerne wegen ihrer Eigenrotation allerdings zu einer Taumelbewegung (Präzessionsdrehung eines Kreisels) veranlasst, deren Frequenz als Eigenfrequenz bezeichnet wird. Erzeugt man senkrecht zum statischen Magnetfeld ein magnetisches Wechselfeld mit einer Frequenz, die der Eigenfrequenz der Atomkerne entspricht, kommt es zu Resonanz. Wird die Resonanzfrequenz abgeschaltet, drehen die Kerne wieder in ihre Ausgangslagen zurück. Wie schnell und auf welche Weise sie das tun, erlaubt präzise Rückschlüsse auf die chemische Struktur ihrer Umgebung. Mit der Kernspintomographie, bei der die Wasserstoffatome im Körper angeregt werden, lässt sich z.B. Krebsgewebe erkennen.