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磁共振安全与防护-长而尖铁磁物体会更危险么?

 影像诊断小札记 2023-05-09 发布于江苏

磁共振安全与防护-长而尖铁磁物体会更危险么

答案是“不一定”,物体形状的效果远比大多数人想象的复杂!

抗磁性、顺磁性或弱铁磁性材料

由具有小磁化率(即χ  < 1)的材料组成的物体,包括大多数外科不锈钢和有色金属,如锡、铝、铜或铅,在外部磁场中的位移很小,

不会构成弹射的危险. 对其磁化的任何形状影响在很大程度上都无关紧要,可以忽略不计。

中等至强铁磁性材料

由铁、镍和/或铬制成的具有较大磁化率 ( χ  >> 1 ) 的物体在置于外部磁场 ( B o ) 中时会逐渐磁化。随着外部场的增加,随着电子自旋开始对齐并且磁畴边界被重塑,这种内部极化/磁化强度 ( M ) 也会增加。这个过程一直持续到M 达到材料的磁饱和点,超过这个点就不会发生进一步的磁化。

过程的结果,一个由中等至强铁磁材料组成的物体本质上变成了“小磁铁”,其两端可以被认为是北极和南极的“两极”。 由此产生了一个内部去磁场 (D),从物体的北极到南极与M 和B o的方向相反 。如果物体是均匀的并且对小的磁场变化呈线性相关,则去磁场 ( D) 通常假设与 每个方向上的M成正比 ,与 0 和 1 之间的比例常数有关,称为 退磁系数 (N)。  具体来说,  D  =  − N M。 

预测退磁因子

对于一个给定的物体铁磁性物体在外磁场中的形状和取向是决定其磁场强度的重要因素 ,通常需要大量的计算机模拟,但是对于简单的几何图形列表,有几个精确的解是可以计算结果退磁因子(n) 在Bo - 方向的结果如下 。你注意到什么趋势?

退磁因子( 对于各种简单的同质对象,沿着主场的方向进行具有最高值的那些沿着B0方向有一个相对面积的物体 。这种物体的典型特征是相对大面积垂直于B0方向 

那么为什么会发生这种情况呢?

原因是对于相对较薄的物体,它们最大的区域面向 ,其表面的虚拟南北极靠得很近,因此退磁场非常强大。相反,当两虚拟极点相距很远时(如指向平行的浅蓝色圆柱体) ) ,两端的两极相距甚远。在这种情况下,内部的 N-S 对互相抵消,只在两端留下广泛分开的磁荷密度。因此,圆柱体的这种方向导致了非常微弱的退磁场 )和退磁因子相应小值(Nz).

结论也就是说即便是长而尖的物体也要看在磁场当中的位置情况

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