Física Atômica Aplicada a RM

Os átomos são os menores elementos constituintes da matéria. Classicamente, um átomo apresenta:

• Orbitais (ou camadas eletrônicas): região onde ficam os elétrons. Possuem carga negativa (-1e) e são responsáveis pelas ligações químicas entre elementos. Para o radiodiagnóstico, aqui temos os processos de interação da radiação com a matéria através dos efeitos fotoelétrico e Compton;

• Núcleo: formado pelos nucleons: prótons (com carga +1e) e nêutrons (os quais não apresentam carga, ou seja, eletricamente neutros). Prótons e nêutrons praticamente apresentam a mesma massa e possuem em torno de 2000 vezes mais massa do que um elétron. Assim, toda a massa de um átomo se concentra no núcleo atômico (Figura 1).

Figura 1 - Representação clássica de um átomo

No seu estado fundamental, um átomo possui a mesma quantidade de prótons e elétrons. Prótons indicam o número atômico (Z), o qual irá definir o elemento químico. A soma dos nucleons, ou seja, a adição de prótons e nêutrons indicará o número de massa (A). 

Em relação ao átomo, este apresenta três movimentos (Figura 2):

• Rotação do elétron ao redor do núcleo;

• Rotação do elétron ao redor do seu próprio eixo e 

• Rotação do núcleo ao redor do seu próprio eixo.

Figura 2 - Movimentos presentes em um átomo

Este movimento de rotação tanto dos elétrons bem como do núcleo em relação ao seu próprio eixo é denominado de precessão. Porém, para a Ressonância Magnética (RM), o movimento de precessão do núcleo é de essencial importância para a geração do sinal informação.
Esta importância se dá por 3 fatores: (i) o número de massa do átomo deve ser ímpar (para surgimento do momento angular), (ii) o núcleo apresenta cargas positivas  e (iii) estas cargas estão em movimento; pelas leis do eletromagnetismo, ao colocarmos cargas em movimento surge um campo magnético. Desta forma o núcleo atômico passará a apresentar um dipolo magnético, se comportando como um "pequeno imã" (Figura 3).

Figura 3 - Ao colocar em movimento (1) o núcleo do átomo, passamos ao movimento de precessão (2); porém associado ao movimento de precessão e pelo fato de apresentar cargas positivas (3), o núcleo apresentará um dipolo magnético (4), se comportando como um pequeno imã (5)

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Prof. João H. Hamann