核磁共振对人体有危害吗?

江流天外,月涌云头。 扁舟一叶,酹祭悠悠。
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核磁共振对人体有危害吗?

 
医院里用来拍片子的手段多种多样,最先进的机器应该是核磁共振仪。它用到的核磁共振技术,简称NMR,即Nuclear Magnetic Resonance。这个技术现在已经被广泛用来做身体检查。

首先要说明核磁共振对人体没有任何危害,不要以为进到一个大机器里面且机器噪音大,就会对身体有害。核磁共振跟X光的透视原理完全不同,X射线是能量很高的电磁波,它有很强的穿透性,X光片就是利用X光强大的穿透性对人体进行内部的透视造影,X光的高能量有杀死人体细胞的风险。但核磁共振基本上只是在人体上加一个高强度的磁场,就目前的研究来看,即便磁场的强度很强,也不会对人体造成危害。

构成人体的物质中,七成物质是水。核磁共振的原理,是让人体里水分子中的氢原子发出信号,通过信号的强弱分布,再把人体的组织进行3D造影,肿瘤位置就能被看得清清楚楚。

核磁共振的工作过程,是先给人体加一个强磁场。强到什么程度?大概是地球磁场的10万倍,水分子里的氢原子的原子核有一个磁矩,就像一个小磁铁。没有磁场的时候,它们是杂乱无章的,但是加了磁场之后会形成定向的排列,大家在上中学的时候其实都做过这样的实验,把一些铁屑撒在桌子上,然后放一个磁铁上去,它们就会形成特殊的排布形态,这个形态其实就是这块磁铁的磁场分布状态。

人体里水分子中的氢原子被加上磁场后,会以一定频率发生进动。这个效果就好比一个陀螺在旋转,你推它一下,它会在保持转动的同时,围绕中心的转轴有一个整体的绕圈运动,这就是进动。这时再微调磁场的变化频率,当它的频率跟进动频率一致时,就会发生共振,这种共振一旦发生,水分子就会发出一定频率的电磁波信号。把这个信号捕捉下来,进行造影,就能获得人体内组织器官的3D图了。

再次强调,核磁共振只是给人体加磁场,如果是强电场,它会让你触电,而强磁场则没什么问题,但装了心脏起搏器或者体内有金属假体的人不能用,强磁场对金属有很大的影响,切记。

雾霾到底是什么?

 
每到冬季,很多城市都会有雾霾的困扰,相应地,我们也会经常听到PM2.5指数这样一个概念。雾霾到底是什么?它跟雾有什么区别?为什么PM2.5这个参数那么重要呢?

我们谈到雾霾,经常说的概念是PM10和PM2.5,这是什么指标?PM10就是指直径小于10微米的污染颗粒物,PM2.5则是直径小于2.5微米的污染颗粒物,为什么这两个直径那么重要呢?直径小于10微米的颗粒,你的鼻毛就拦不住了,会进入你的呼吸道,对呼吸道造成潜在的损伤。小于2.5微米的就更加厉害了,会穿过你的呼吸道进入肺泡,进入肺泡之后,这种损伤是不可逆的,也就是说,这些污染物进入你的肺泡之后,它就会一直待在那里,无法通过身体的新陈代谢把它们代谢掉。这就是为什么长期吸烟的人,肺部会是黑的,因为烟草燃烧时产生的焦油其实是一种微小的颗粒,它进入肺部之后就一直留在那里了,所以PM2.5对身体的危害比较大。

而雾霾的原理其实跟雾差不多。雾的形成类似于滚雪球的过程。

早上水汽重且温度比较低的时候容易产生雾气,这是因为出太阳的时候水蒸气蒸发出来,碰到冷空气容易凝结成冰晶,就是很小的冰块。这些冰块会成为凝结核,空气里水蒸气多的话,碰到凝结核就会跟滚雪球一样,越滚越大,多了就变成了雾。这也是为什么山里面比较容易起雾,因为山里面植物多所以水分多。

雾霾的原理其实就是把雾的凝结核换成了各种污染物的小颗粒,小颗粒也可以充当凝结核,这就是为什么雾是白色的,雾霾是发黄、发黑的,因为雾霾的核心不是冰晶,是污染物,自然呈现的是黑的、灰的、黄的。并且,冰晶是水在温度足够低的情况下才能形成,而污染物的小颗粒可不需要低温,它天然就在那里,当污染程度高的时候,雾霾的形成要比雾的形成更加容易,因此当某地空气污染严重时,你会发现雾霾的发生频率要比下雾的频率更高。

由于PM2.5能进入人的肺部对身体造成不可逆的损害,所以在雾霾天戴口罩是非常有必要的。

(本文转自严伯钧著《了不起的物理 》的有关章节)

附视频:试析陈毅文革前对林彪的“叛徒说”// 中共党人的“性福”与毛泽东俄文秘书杀子案—— 细说1958年整肃粟裕大将之谜27



voiceofme 发表评论于
对核磁共振的原理描述又准确又形象
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