(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度により変化する、共鳴周波数、スピン格子緩和時間（Ｔ1）、スピン−スピン緩和時間（Ｔ2）、有効スピン−スピン緩和時間（Ｔ2e）あるいは自由誘導減衰緩和時間（Ｔ2＊）の少なくとも１つの核四重極共鳴（ＮＱＲ）特性を有する四重極核を含む、 ヘロインやコカインのような麻薬やＨＭＸ、ＲＤＸ、ＰＥＴＮ、ＴＮＴのような爆発物である物質が、手荷物のような大きな物体内に存在するかあるいは不存在であるかを検出する方法であって、
該方法が、該大きな物体内に入れられている該物質の温度が分からない、従って該物体内に入れられている該物質の四重極核のＮＱＲ特性の値が分からない、空港等の現地で実行され、
該大きな物体内に入れられている該物質の温度の変化範囲を、−３０℃から＋５℃の間の下限と、＋２５℃から＋４０℃の間の上限を有する様に決定された温度の変化範囲となることを条件として、該現地で遭遇するであろう温度範囲に応じて決定するステップと、
該決定された温度の変化範囲と、且つ温度による四重極核のＮＱＲ特性の変化に関する情報とに基づいて、該物質内の四重極核のＮＱＲ特性の変化範囲を決定するステップと、
該大きな物体に励起パルスを与える供給手段を設けるステップと、
該決定されたＮＱＲ特性の変化範囲内の四重極核のＮＱＲ特性に基づく共鳴応答信号が発生されるように、該温度による四重極核のＮＱＲ特性の変化に関する情報に基づいて、励起パルスの少なくともパルス間隔、パルス幅、パルス励起周波数、パルス振幅の一つを制御するステップと、
該大きな物体に該励起パルスを供給するステップと、
該核からの共鳴応答信号を検出するステップと、
所定の検出閾値を越えた場合に警報信号を発生して該物質の存在を表示するステップと、
を備えことを特徴とする該方法。
【請求項２】
ＮＱＲ特性が前記温度の変化範囲にわたってどのように変化するかの情報が記憶され、該記憶された情報は前記励起を制御するために使用され、これにより該範囲にわたる前記温度の変化にかかわらず、前記四重極核に対する前記共鳴応答信号が検出される請求の範囲第１項に記載の方法。
【請求項３】
ＮＱＲ共鳴周波数が温度により変化し、前記励起が、±２０℃の温度変化により生じる共鳴周波数シフトを許容する請求の範囲第１項または第２項のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
共鳴周波数が温度により変化し、前記励起は単一の励起周波数で印加されたパルスであり、該励起が、前記温度の変化範囲と対応する共鳴周波数の範囲にわたり検出可能なＮＱＲ共鳴応答信号を励起するに充分である請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
共鳴周波数が温度により変化し、前記励起が、前記温度の変化範囲と対応する範囲内の共鳴周波数の各々の全ての値が複数の励起周波数の少なくとも１つの周波数の値の０．１％以内の周波数範囲であるように複数の異る励起周波数で供給されることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
共鳴周波数が温度により変化し、
前記励起が、検出可能な共鳴応答信号が前記温度の変化範囲と対応する共鳴周波数範囲にわたり生じるように複数の異なる励起周波数において供給される請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記励起が少なくとも１つの励起周波数において供給され、各励起周波数が前記共鳴周波数範囲内にある請求の範囲第３項乃至第６項のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記ＮＱＲ特性が、緩和時間であり、前記供給手段を調整するステップが、複数の異るパルス間隔で一連の励起パルスを供給するように該供給手段を調整する請求の範囲第１項から第７項のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記ＮＱＲ特性が、緩和時間であり、前記供給手段を調整するステップが、複数の一連の励起パルスを供給するように該供給手段を調整するステップを含み、
更に、該複数の一連の励起パルスが、前記大きな物体に供給されたときに、複数の異るフリップ角を生じるように、該複数の一連の励起パルスの各々一連のパルスに対して、パルス間隔、パルス幅およびパルス振幅の少なくとも１つを選択するステップを含む、
請求の範囲第１項から第７項のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
、温度により緩和時間が変化する四重極核を有する物質の核四重極共鳴（ＮＱＲ）テスト方法において、
該物質の温度の変化範囲を決定するステップと、
該決定された温度の変化範囲と、温度による該緩和時間の変化に関する情報とにより該四重極核の該緩和時間の変化範囲を決定するステップと、
該物質に励起パルスを供給する手段を設けるステップと、
該供給手段を、該物質の温度が該決定された物質の温度の変化範囲にあれば共鳴応答信号が発生するように、該供給手段が励起パルスを複数の一連の励起パルスとして供給するように該緩和時間の決定された適正範囲に基づいて調整するステップと、
該物質に励起パルスを供給するステップと、
該核からの共鳴応答信号を検出するステップと、
を備え、
該供給手段を調整するステップが、該供給手段が該一連の励起パルスを複数の異るパルス間隔で供給するように該一連の励起パルスの間隔を選択するステップを含む、
該方法。
【請求項１１】
温度により緩和時間が変化する四重極核を有する物質の核四重極共鳴（ＮＱＲ）テスト方法において、
該物質の温度の変化範囲を決定するステップと、
該決定された温度の変化範囲と、温度による該緩和時間の変化に関する情報とにより該四重極核の該緩和時間の変化範囲を決定するステップと、
該物質に励起パルスを供給する手段を設けるステップと、
該供給手段を、該物質の温度が該決定された物質の温度の変化範囲にあれば共鳴応答信号が発生するように、該供給手段が励起パルスを複数の一連の励起パルスとして供給するように該決定された緩和時間の変化範囲で調整するステップと、
該物質に励起パルスを供給するステップと、
該核からの共鳴応答信号を検出するステップと、
を備え、
該複数の一連の励起パルスが該物質に供給された場合に、該複数の一連の励起パルスが複数の異るフリップ角を生じるよう、該供給手段を調整するステップが、該複数の一連の励起パルスの各々のパルスに対して、パルス間隔、パルス幅、パルス振幅の少なくとも１つを選択するステップを含む、
該方法。
【請求項１２】
前記励起が、複数の一連の反復する励起パルスとして複数の異なる励起周波数で加えられ、前記パルスの反復時間が全ての一連の励起パルスで同じであり、前記フリップ角が各々の一連の励起パルス毎に異なる請求の範囲第９項または第１１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記励起が、一連の励起パルスとして複数の異なる励起周波数で加えられ、
各一連の励起パルスがエコーを生じる複数のパルスを含み、
前記複数のパルスの各々間の間隔が各一連の励起パルス毎に異なる請求の範囲第８項、１０項又は１２項のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記ＮＱＲ特性が自由誘導減衰緩和時間Ｔ2＊であり、
前記供給手段を調整するステップが、該供給手段を複数の一連の励起パルスを各々のパルスが異る励起周波数で且つ時間的にずれた間隔τfで供給する様に調整するステップを含み、更に、該励起パルスの該ずれた間隔τfを、決定された自由誘導減衰緩和時間Ｔ2＊の変化範囲内の自由誘導減衰緩和時間Ｔ2＊より大きく選択するステップと,
を含む請求の範囲第１０項乃至第１３項のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記励起が異なる周波数で加えられて、個々の自由誘起減衰応答を生じる為に、複数の核を励起する請求の範囲第１項乃至第１４項のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記励起が異なる周波数において加えられて、個々のエコー応答を生じる為に、複数の核を励起する請求の範囲第１項乃至第１５項のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
前記応答が、ずれた間隔で生じる請求の範囲第１５項または第１６項に記載の方法。
【請求項１８】
前記物質が存在するとして決定される場合には、アラーム信号を発生することを更に含む請求の範囲第１項乃至第１７項に記載の方法。
【請求項１９】
核が温度により変化する共鳴周波数を有する四重極核を含む、ヘロインやコカインのような麻薬やＨＭＸ，ＲＤＸ，ＰＥＴＮ，ＴＮＴのような爆発物である物質が、手荷物のような大きな物体内に存在するかあるいは不存在であるかを検出する方法であって、
該方法が、該大きな物体内に入れられている該物質の温度が分からない、従って該物体内に入れられている該物質の四重極核の核四重極共鳴（ＮＱＲ）特性の値が分からない、空港等の現地で実行され、
該大きな物体内に入れられている該物質の温度の変化範囲として、±２０℃の範囲を有する様に決定された温度の変化範囲となることを条件として、該現地での温度の変化する範囲に応じて決定するステップと、
該物質が該大きな物体内に入れられているときに、該決定された温度の変化範囲に基づいて、該物質内の四重極核の共鳴周波数の変化範囲を決定するステップと、
該大きな物体に励起パルスを与える供給手段を設けるステップと、
該供給手段が該決定された共鳴周波数の変化範囲に基づいて調整され、該供給手段が該共鳴周波数の該決定された変化範囲内のいずれかの周波数の値から０．１％以内の周波数範囲の全周波数で励起に十分な電力を与える励起パルスを供給するように調整され、該物質の温度が該決定された該物質の温度の変化範囲にあれば、共鳴応答信号を発生するステップと、
該大きな物体に励起パルスを供給するステップと、
該核からの共鳴応答信号を検出するステップと、
を備えることを特徴とする該方法。
【請求項２０】
ヘロインやコカインのような麻薬や、ＨＭＸ，ＲＤＸ，ＰＥＴＮ，ＴＮＴのような爆発物である四重極核を含む物質の存在あるいは不存在を検出する装置であって、該装置は手荷物のような大きな物体内の該物質の存在又は不存在を検出し、該四重極核が、温度により変化する、共鳴周波数、スピン格子緩和時間（Ｔ1）、スピン−スピン緩和時間（Ｔ2）、有効スピン−スピン緩和時間（Ｔ2e）あるいは自由誘導減衰緩和時間（Ｔ2＊）の少なくとも１つの核四重極共鳴（ＮＱＲ）特性を有し、該装置が更に、該大きな物体内に入れられているときに該物質の温度が分からなく、従って該物品内に入れられている該物質の四重極核のＮＱＲ特性の値が分からない、空港等の現地で使用され、
該装置が、
−３０℃から＋５℃の間の下限と＋２５℃から＋４０℃の間の上限を有する様に決定されることを条件として、該現地で遭遇するであろう温度範囲に応じて決定される該物質の温度の変化範囲での各々のＮＱＲ特性がどの様に変化するかの情報を記憶した記憶手段と、
励起パルスを該大きな物体に供給する供給手段と、
該供給手段が、励起パルスが手荷物に供給されたときに、該決定されたＮＱＲ特性の変化する範囲内の四重極核のＮＱＲ特性に基づく共鳴応答信が発生されるように、励起パルスのパルス間隔、パルス幅、パルス励起周波数、パルス振幅の少なくとも一つを調整するように、該記憶手段に記憶された情報に応答して、該供給手段を制御する制御手段と、
該核からの共鳴応答信号を検出する検出手段と、
所定の検出閾値を越えた場合に警報信号を発生し、該物質の存在を表示する手段と、
を備えたことを特徴とする該装置。
【請求項２１】
前記記憶手段が、前記物質のＮＱＲ共鳴周波数が±２０℃の温度範囲にわたる温度によりどのように変化するかについての情報を記憶し、
前記制御手段が該±２０℃の温度範囲にわたる温度変化による共鳴周波数のいかなるシフトにもかかわらず検出手段により検出可能である共鳴応答信号が発生されるように、励起パルスの周波数が調整されるように供給手段を制御する請求の範囲第２０項記載の装置。
【請求項２２】
前記記憶手段が、前記物質のＮＱＲ共鳴周波数が温度に基づいてどのように変化するかについての情報を記憶し、前記制御手段が複数の異なる励起周波数において励起を加えるように構成され、検出可能なＮＱＲ共鳴応答信号が前記温度の範囲と対応する共鳴周波数範囲にわたり励起される請求の範囲第２０項または第２１項に記載の装置。
【請求項２３】
前記ＮＱＲ特性が、緩和時間であり、前記供給手段が複数の異るパルス間隔で一連の励起パルスを供給する請求の範囲第２０項から第２２項のいずれかに記載の装置。
【請求項２４】
前記ＮＱＲ特性が、緩和時間であり、前記供給手段が複数の一連の励起パルスを供給し、前記制御手段が、該複数の一連の励起パルスが前記大きな物体に供給されたときに複数の異るフリップ角度を生じるように、該複数の一連の励起パルスの各々の一連の励起パルスに対するパルス間隔、パルス幅およびパルス振幅の少なくとも１つを選択するステップを含む、
請求の範囲第２０項から第２２項のいずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本願は、開示が参考のため本文に援用される１９９１年４月２日出願の英国特許出願第９１０６７８９．２号に基く優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、圧力、磁界あるいは特に温度の如き所与の環境パラメータと共に変化する少なくとも１つの核四重極共鳴（ＮＱＲ）特性（特に、ＮＱＲ応答周波数またはＮＱＲ緩和時間Ｔ1、Ｔ2、Ｔ2eおよびＴ2＊）を有する試料をテストするＮＱＲテストの方法および装置に関する。また本発明は、試料中の選択された核（特に、14Ｎの如き整数スピン量子数（ｉｎｔｅｇｒａｌ  ｓｐｉｎ  ｑｕａｎｔｕｍ  ｎｕｍｂｅｒ）の核）の存在についてのＮＱＲテストのための方法および装置に関する。本発明はまた、試料内の温度の空間的分布を決定する方法にも関する。
【０００３】
【背景技術】
一例として、本発明は、小包または荷物に、あるいは人間の体に隠され、あるいは爆発装置に配備された爆発物ＲＤＸから14Ｎの四重極共鳴信号をフィールド（即ち、現場）における検出に適合する。別の例として、本発明は、例えば空港における隠匿された薬物の検出に適合する。
【０００４】
ＮＱＲ測定は、試料を強い磁界に配置することを必要とせず、従って核磁気共鳴（ＮＭＲ）測定のため必要とされる大きく、高価でかつ試料サイズを制限する磁気構造を必要としないという大きな利点を有する。
【０００５】
四重極核は、１と等しいかあるいはこれより大きい核スピン粒子数Ｉ（Ｉ≧１）を有する。これらの核が半整数であれば、四重極の相互作用（ゼロの磁界における）はＩ＝3/2および１つの許容遷移（1/2→3/2）の場合に２つの２倍縮退レべルを生じ、Ｉ＝5/2および２つの強く許容される遷移（1/2→3/2、3/2→5/2）および１つの弱く許容される遷移（1/2→5/2）に対しては３つの２倍縮退レベルを生じる、、、如くである。最も重要なものがＩ＝１の14Ｎである整数スピン核の場合は、通常３つのレベルと３つの遷移周波数があり、軸方向に対称的な環境における核に対して１まで低下する。全てのこのような遷移は、特徴的な周波数および緩和時間（複数または単数）を持ち、これは検査中の物質を同定するため使用することができる。これらの周波数および緩和時間は、同じ周波数レンジにおける遷移を持たないことを前提として、他の物質の存在には依存しない。
【０００６】
核四重極共鳴応答信号は、これまでは（共鳴周波数νQにおける）選択される遷移を励起するため適正な励起周波数（ν0）のパルス無線周波（ＲＦ）放射によって検出され、予め設定した幅ｔ、ＲＦフィールド振幅Ｂ1およびフリップ角αのパルスが自由誘導減衰（ＦＩＤ）として知られるパルスの直後に減衰信号を生じ、予め設定された幅および間隔の２つ以上のパルスがエコーを生じることができる。固体の粉中の所与の四重極核に対する最大ＦＩＤを生じるパルス幅が記号ｔmを与えられ、対応するフリップ角は記号αm（例えば、ＮＭＲにおける「９０°」パルスと等価）が与えられる。
【０００７】
通常ＮＱＲテストにおいては、反復するパルス列が緩和時間Ｔ1、Ｔ2およびＴ2eに依存するパルス間隔τで用いられ、多数のＦＩＤおよび（または）エコーが累積されて所要の検出感度を提供する。「検出感度」とは、所与のテスト時間中固定量の試料における確率の所与レベルで検出することができる選択される核数（あるいは、材料の量）を意味する。この感度は、吸収スペクトルを生じるように累積された信号のフーリエ変換により更に改善され、その下方の面積は適正な限度内の積分により測定される。Ｎ．Ｅ．Ａｉｎｂｉｎｄｅｒ等の論文（Ａｄｖａｎｃｅｓ  ｉｎ  Ｎｕｃｌｅａｒ  Ｑｕａｄｒｕｐｏｌｅ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ、３、１９７８年、６７〜１３０）は、この背景の技術水準についての情報を提供する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ＮＱＲテストのための改善された方法および装置を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明によれば、所与の環境パラメータと共に変化する少なくとも１つのＮＱＲ特性を持つ試料をテストするＮＱＲテスト方法が提供され、その構成は、試料に励起を与えてＮＱＲ共鳴を励起し、ＮＱＲ共鳴信号を検出することを含み、励起は予め定めた環境パラメータの予め定めた範囲にわたる検出ステップにおいて検出可能なＮＱＲ応答信号を励起する如くである。
【００１０】
本発明は、共鳴周波数（複数または単数）、スピン格子緩和時間（Ｔ1）、スピン−スピン緩和時間（Ｔ2）、有効スピン−スピン緩和時間（Ｔ2e）あるいは自由誘導減衰緩和時間（Ｔ2＊）の如き試料のＮＱＲ特性が、温度、圧力あるいは磁界の如き所与の環境パラメータと共に著しく変化すること、従って、環境パラメータの予め定めた範囲を網羅するようにＮＱＲテストを実施する時これらの変動を勘案あるいは補償することが必要であることの発見に基く。このような補償は、これまで達成されたものよりも著しく感度の高いテストの予期せざる利点を有し得る。
【００１１】
ＮＱＲテストは通常は現地（空港の如き）で実施されるため、環境パラメータの所与の予め定めた範囲は、典型的には現地において遭遇することの多いパラメータの範囲（おそらくは、局部または大域の平均範囲、あるいはこのパラメータの最大範囲）となる。このパラメータが温度であるならば、予め定められる範囲は±１０℃（おそらくは、５℃乃至２５℃の間）あるいは±２０℃（おそらくは、−１０℃乃至＋３０℃の間）となる。この範囲は、−３０℃（北極の条件に対応）乃至＋４０℃（砂漠の条件に対応）にもなる。ある産業的用途においては、極端に広い温度範囲に遭遇し得る。環境パラメータが圧力であれば、予め定められる範囲は、例えば±１％（典型的な日常の平均圧力範囲に対応）あるいは±５％（最高範囲に対応）となる。
【００１２】
本文に用いられる如き用語「詳細に可能」とは、検出ステップの測定時間内では、実際あるいは予期されるノイズ・レベルより著しく高い信号対雑音比を示すことが望ましく、著しさの程度は例えば上級生徒のｔ分布の如き標準的な統計的方法により決定される。
【００１３】
一例として、環境パラメータが温度である、小包または荷物あるいは人体に隠された爆発物ＲＤＸからのＮＱＲ信号の検出を考える。ＮＱＲ特性共鳴周波数が最初に考察される。結晶効果のため３つのＮＱＲ共鳴周波数νx、νy、νzは全て３重線（ｔｒｉｐｌｅｔｓ）であり、略々２９８Ｋの最も高いセット（νx）は５０４７（Ｎ1）ＫＨｚ、５１９２（Ｎ2）ＫＨｚおよび５２４０（Ｎ3）ＫＨｚで生じる。２４０Ｋ乃至３４０Ｋの間では、ＫＨｚ単位のこれらの周波数は下記の近似式に従う。
【００１４】
【式２】
Ｎ1  νQ(1)＝５１４８−０．２２３Ｔ−０．０００３９５Ｔ2
Ｎ2  νQ(2)＝５２７７−０．１３９Ｔ−０．０００５０６Ｔ2      （１）
Ｎ3  νQ(3)＝５３３２−０．１０８Ｔ−０．０００６７０Ｔ2
但し、Ｔは温度である。
【００１５】
ＲＤＸが空港の荷物にあったとすれば、これは平均値が略々２０℃である−３０℃乃至＋２０℃（即ち、−１０℃乃至＋４０℃の変化）の温度変化に曝される。異なる試料は異なる温度にあり、そして（または）同じ試料は不均一な温度を持つことになろう。式（１）は、νQ(1)が−１０℃乃至＋４０℃の温度範囲に対して（５０４１ＫＨｚ乃至５０６２ＫＨｚの間で）変化することを予測する。本発明は、例えば、前記励起が、５０４１ＫＨｚ乃至５０６２ＫＨｚの間、即ち、空港貨物が遭遇し得る温度範囲にわたり、共鳴周波数で検出可能なＮＱＲ共鳴を励起する如きものであることを前提とすることができる。
【００１６】
次に、ＮＱＲ特性のスピン格子緩和時間（Ｔ1）について考察すると、温度の（および圧力も）変動のスピン格子緩和時間（Ｔ1）に対する影響が非常に著しくなり得ることを発見した。例えば、先に述べたＲＤＸ試料の場合、−１０乃至＋４０℃の温度範囲にわたり、Ｔ1が下式に従うことが信じられる。即ち、
【００１７】
【式３】
Ｔ1＝ａＴ2＋ｂｅc/kT          （３）
これにおいてａおよびｂは遷移に従って変化し、ｃは略々７０ｋＪｍｏｌ-1である。驚くべきことに、ＲＤＸのＴ1におけるＮ1は、５℃乃至２５℃間で約８の因数で変化する。
【００１８】
更に、Ｔ1の変化の１つの特定の重要な影響が比τ／Ｔ1にあることを発見し、ここでτは連続的な励起パルスの繰返し間のパルス間隔（時に、パルス反復時間として知られる）である。一例として図１を参照するが、これにおいてはフリップ角（ｆｌｉｐ  ａｎｇｌｅ）（α）における信号強さの変化はτ／Ｔ1の異なる値に対して示される。図１は、所与のＴ1に対してτの関数として粉中の安定状態のＮＱＲ信号の強さを予測するスピン−１核に対してＶｅｇａ（Ｊ．Ｃｈｅｍ.Ｐｈｙｓ．，１９７４、６１、１０９９、Ｅｑ．ＩＶ−２９）により得られた式から得られ、所与の比τ／Ｔ1（＜５）において、信号はフリップ角が変化するに伴い最大を通ることが予期され、図１に示されるように、τ／Ｔ1の比が５より下方に低下すると、この最大値はαmより小さいフリップ角および更に低い信号強さまで移動する。τ／Ｔ1＝５において、フリップ角αmと対応する最大ＦＩＤが１の相対強さを持つものとすれば、τ／Ｔ1＝０．１において、これは０．３αmまでシフトして相対信号強さ０．２５を持つ。一定のτおよび一定のフリップ角αmに対して、１と０．１の間のτ／Ｔ1における変化は（ＲＤＸにおけるＮ1に対する略々２０℃の周囲温度付近の温度上昇に対応するＴ1の因数１０だけの増加）応答信号強さにおいて略々７０％の損失を生じる。このような損失は、ノイズにより圧倒されるならば、応答信号を検出不能にする。本発明は、温度の如き環境パラメータによるＴ1の変化を許容し得る。
【００１９】
更に、一般に変化がＴ1によるよりも顕著でないものと信じられるが、緩和時間Ｔ2、Ｔ2eおよびＴ2＊が温度または圧力と共に変化することも発見した。周知のように、Ｔ2およびＴ2eがエコーの生成と関連する。スピン−スピン緩和時間である。Ｔ2＊はＦＩＤの生成と関連する。スピン−スピン緩和時間の変化の重要な１つの効果は、比τ2／Ｔ2、τe／Ｔ2eおよびτf／Ｔ2＊に対するものであり、ここでτeは１つ以上のエコーを生じるため用いられるパルス間のパルス間隔であり、τfはＦＩＤを生じるため用いられるパルス（おそらくは、異なる周波数における）間のパルス間隔である。これらの比の変化は、応答信号強さがτe／Ｔ2、τe／Ｔ2eおよびτf／Ｔ2＊の関数である故に重要であり、指数がしばしば遭遇する関数の一形態である。再び、本発明は、温度の如き環境パラメータと一緒のこのような緩和時間の変化を許容し得る。
【００２０】
本発明を使用するにあたり、考慮中のＮＱＲ特性が共鳴周波数であるならば、励起は、１つの励起周波数における少なくとも１つの励起パルス（例えば、単一または複合パルス）であり、各パルスは環境パラメータの範囲に対応する共鳴周波数範囲にわたる検出可能なＮＱＲ共鳴応答信号を励起するに充分な電力スペクトルを有する。このように、遭遇する全ての周波数は、（望ましくは充分に）励起パルス（複数または単数）の電力スペクトル以内にある。このような試みの短所は、要求される高いＲＦ電力である。
【００２１】
従って、検出可能なＮＱＲ共鳴応答信号が環境パラメータの範囲に対応する共鳴周波数の範囲にわたって励起することができるように、励起が複数の異なる励起周波数で行われることが望ましい。これは、例えば、個々の励起パルスを異なる周波数で加えることにより、あるいは１つ以上の励起パルスの基本周波数を周波数変調することにより、あるいは各個のパルスの周波数を変化させることにより行うことができる。
【００２２】
次に、ある遷移に対する信号強さは、オフセット周波数Δν0およびＲＦＢ1フィールドにおける歳差運動周波数ν1の相対値に従って変化する。即ち、
【００２３】
【式４】
0003652682.tif 000002
【００２４】
但し、γNは磁気回転比（14Ｎ核の場合、１．９３２×１０7  ｒａｄ  ｓ-1  Ｔ-1）である。この強さは、Δν0がν1より非常に大きくなると直ちに著しく低下する。ＲＤＸにおける５０４７ＫＨｚにおけるＮ1の共鳴の場合は、約９ＫＨｚのν1の値と対応するＢ1の振幅の６０μ秒ＲＦパルスに対する変化が図２に示される。Δν0が略々９ＫＨｚより大きい時、増加するΔν0による信号強さにおける減少（ｄｉｎｉｎｕｔｉｏｎ）は重要になる。
【００２５】
本発明においては、検出可能なＮＱＲ共鳴応答信号が環境パラメータの範囲と対応する共鳴周波数の範囲にわたり励起することができるように、試料に対して複数の異なる周波数で励起を行うことにより、最大周波数のオフセットは受入れ得る限度内に保持されるように低減することができる。最大周波数のオフセットを受入れ得る限度内に保持する観点からは、励起が加えられる異なる周波数の数はできるだけ大きくなければならない。一方、競合する要件は、周波数の数が大きくなるほどＮＱＲテストが長くなることである。
【００２６】
本発明を用いるに際し、問題となるＮＱＲ特性が緩和時間であるならば、検出可能なＮＱＲ共鳴応答信号が環境パラメータの範囲と対応する緩和時間の範囲にわたって励起できるように、励起は、複数の異なるパルス間隔で一連の励起パルスとして、および／または複数の異なるフリップ角を生じるように加えられることが望ましい。
【００２７】
このことは、先に述べたように、例えば、温度および圧力の変化、およびこれらが信号の強さに対して持つ影響のスピン格子、スピン−スピンおよびＦＩＤ緩和時間に対する効果の発見に基いている。
【００２８】
考慮中の緩和時間がＴ1とすれば、パルス間隔（本例では、パルス反復時間τ）および（または）フリップ角を、考慮中の全Ｔ1範囲にわたり検出可能なＮＱＲ応答信号を励起するように、図１に関して説明した原理に従って選択することができる。信号強さが関連する緩和時間に対するパルス間隔の関数ならびにフリップ角の関数であるため、緩和時間がＴ2、Ｔ2eあるいはＴ2＊であるならば、パルス間隔（本例では、間隔はτeまたはτfと呼ばれる）は関連する緩和時間に正比例して変化させられ、さもなければ、フリップ角は、関連する緩和時間の考慮中の全範囲にわたり検出可能なＮＱＲ応答信号を励起するように適正に調整される。
【００２９】
ＮＱＲテストは環境パラメータ（複数または単数）における変化により生じるＴ1および共鳴周波数の双方における変化を勘案することが望ましい。これを達成するためには、励起が複数の異なる励起周波数のそれぞれにおける反復する一連の励起パルスとして加えられることが望ましく、パルス反復時間は各一連の励起パルスでは同じであり、フリップ角はその各一連の励起パルス毎に異なる。この構成の１つの特定の利点は、１つの周波数のパルスが他の周波数におけるパルスにより生じる応答信号と干渉することなく異なる周波数と関連するパルスがインターリーブできることである。
【００３０】
Ｔ2またはＴ2eにおける変化を勘案することが望ましく、かつ励起が複数の異なる励起周波数の各々における、それぞれエコーを生じるための複数のパルスを含む一連の励起パルスとして加えられるならば、複数のパルス（τe）の各々の間の間隔が一連のパルスの各々に対して異なる（かつ、環境パラメータによるＴ2またはＴ2eの変化に従って選択される）ことが望ましい。このように、Ｔ1における変化は依然としてフリップ角を変化させることにより補償することができる。
【００３１】
Ｔ2＊における変化を勘案して、検出可能なＦＩＤを生成するため複数の異なる励起周波数の複数の一連の励起パルスとして励起が加えられることが望ましければ、異なる周波数におけるパルスは、環境パラメータによるＴ2＊の変化に従って選択される時差的な間隔（τf）で加えられることが望ましい。τfは、前のパルスにより生じるＦＩＤの妥当な部分が、不必要にテストを遅くさせるほど長くならず次のパルスが加えられる前に検出されるようなＴ2＊のある倍数（例えば、２または３倍の）でよい。
【００３２】
Ｔ2、Ｔ2eまたはＴ2＊における変化を勘案するためのこれらの手法は、共鳴周波数における変化およびＴ1を勘案するための前記の手法と組合わせる時、特に有利である。この場合、フリップ角の調整は、Ｔ1の変化を補償するため予約することができ、パルス間隔の調整は、Ｔ2、Ｔ2eまたはＴ2＊の変化を補償するため予約することができる。これは、実験の簡素化につながる。
【００３３】
励起は、ＮＱＲ応答信号対雑音比が環境パラメータの少なくとも２つの異なる値において実質的に等しくなる如きものであることが望ましい。信号対雑音比は、できるだけ多くの異なる環境パラメータの値において実質的に等しくなること、およびこれらの値の間で実質的に一定となる（即ち、環境パラメータの範囲にわたり実質的に一定となる）ことが望ましい。「実質的に」とは、環境パラメータにおける変化により偶発し得る信号対雑音比における大きな変化の範囲で解釈されるべきである。このため、「実質的に等しい」および「実質的に一定である」とは、最大信号対雑音のレベルの５０％、６０％あるいは望ましくは７５％以内の最小信号対雑音レベルを意味する。
【００３４】
環境パラメータの少なくとも２つの異なる値において実質的に等しく、望ましくは環境パラメータの範囲にわたり実質的に一定であるＮＱＲ応答の信号対雑音比の特に有利なことは、これが前記のＲＤＸ検出の事例において要求される如き試料における選択された核の存在についての正確なＮＱＲテストを容易にすることである。本発明は、検出の予め定めた閾値を越えたならば警報信号が生成されることを考える。この閾値は、典型的には、背景ノイズの予期されるレベルを決定するため問題となる物質以外の種々の物質について行われる多数のテストから得ることができる。前記閾値は、典型的にはこれらの予期されるレべルより上（望ましくは、これらのレベルより上の幾つかの標準偏差）に設定される。信号対雑音比が環境パラメータの範囲にわたり実質的に一定のままであるようにすることにより、閾値の影響もまた実質的に一定となる。換言すれば、検出感度が実質的に一定となる。
【００３５】
信号対雑音比において実質的に等しいことは、ある形態のノイズ・フィルタにより検出されるＮＱＲ応答信号の「事後処理」によって達成することができる。しかし、「事前処理」により、応答信号強さの適正な調整により達成することが望ましい。信号対雑音比の「ノイズ」成分は特に測定される必要がないことが理解されよう。通常は、ノイズが環境パラメータの範囲にわたり実質的に不変であると仮定することができる。もしそうであれば、信号対雑音比を実質的に等しく維持することは、ＮＱＲ応答信号の強さを実質的に等しく維持する要件になる。
ノイズが実際に前記範囲にわたり変化する場合は、適切に変化する閾値が適正となろう。
【００３６】
本発明は、ＮＱＲ応答の信号対雑音比を共鳴周波数Ｔ1、Ｔ2、Ｔ2eまたはＴ2＊の変化に対する補償により環境パラメータの少なくとも２つの異なる値で実質的に等しくさせることを考える。実際に、補償はこのような変化の組合わせ、あるいはその全てに対するものとすることができる。
【００３７】
試料のＮＱＲ共鳴周波数が所与の環境パラメータと共に変化し、励起が複数の異なる励起周波数において加えられるならば、これら周波数の数および間隔が、ＮＱＲ応答の信号対雑音比が環境パラメータの範囲にわたり実質的に一定になるようにする様なものであることが望ましい。ここで示した事例では、νQ(1)が−１０℃乃至＋４０℃の範囲の温度にわたり５０４１および５０６２ＫＨｚ間にあるならば、このνQ(1)の範囲は、一方が５０４８ＫＨｚの無線周波数、他方が５０５５ＫＨｚの無線周波数の２つの励起パルス・シーケンスの使用により網羅することができ、指定された範囲内の温度における最大オフセットはΔν0＝７ＫＨｚとなり、この値では、１つのパルス列あるいは他のパルス列が、６０μ秒のパルス幅およびν1≧９ＫＨｚの場合の最適あるいは略々最適の検出感度をもたらし、ＮＱＲ応答信号強さは実質的に一定のままである。ノイズが問題となる周波数範囲にわたり一定であるものとすれば、信号対雑音比、従って検出感度もまた実質的に一定の状態を維持する。
【００３８】
本例における分光計は、平均周波数５０５１．５ＫＨｚに同調され、５０４１および５０６２ＫＨｚにおける信号応答が同じ程度増幅されるように、プローブＱ値およびレシーバ帯域幅が選択される。累積されたＦＩＤまたは両方のＲＦパルス列からのエコーの個々のフーリエ変換の後、各々からの吸収モード信号が予め設定された周波数限度間で個々に積分されて５０４１乃至５０６２ＫＨｚの周波数レンジ内のいずれかの積分限度内にあることを保証し、本例では、（例えば）２乃至１０ＫＨｚの積分限度が励起周波数５０４８、５０５５ＫＨｚの一方または他方からの信号を受入れることになる。下限値２ＫＨｚは、基線応答信号における変化の影響を低減するために選択される。両方のＲＦシーケンスからの積分値が個々に監視され、あるいは合計された出力を与えるため加算される。本例では、異なる励起周波数における励起パルスがある状況では１つの共鳴周波数を著しく励起することが理解されよう。（常に確実にそうではないが）最初のパルスが以降の応答信号を飽和させる故に、このようなパルスの合計出力は、あたかもパルスが相互に切離された状態で個々に加えられ、それらの出力が加算されるかのような大きさでは、この実験には含まれない。
【００３９】
簡単にするため、励起が（ｎ−１）の等間隔の周波数で加えられることが望ましく、ここでｎは下式を満たす最も近い整数である。即ち、
【００４０】
【式５】
ｎ≧Δν0／Δνoff
但し、ｎ≧２であると、Δν0は環境パラメータの範囲と対応する共鳴周波数レンジの値の半分となり、Δνoffは歳差運動周波数（ν1）に略々等しい（従って、上記最大周波数オフセットの測定値であり、応答信号対雑音比における著しい減少が所与の共鳴周波数に対して観察される。）。
【００４１】
従って、最も低い周波数は（ν0−Δν0／２＋Δνoff）となり、次に（ν0−Δν0／２＋２Δνoff）となる、如くである。先に述べた事例では、フーリエ変換されたスペクトルに対する積分限度は（例えば）２ＫＨｚとΔνoffの間に設定することができる。従って、全てのパルス・シーケンスからの積分値は、連続的に監視されて加算されて最終出力を得る。レシーバ帯域幅およびＲＦコイルのＱ値は、（ν0−Δν0）乃至（ν0＋Δν0）の周波数要求にわたり一定の感度を提供するように選択される。
【００４２】
試料の緩和時間が所与の環境パラメータと共に変化し、複数の異なるパルス間隔で一連の励起パルスで、および（または）複数の異なるフリップ角度を生じるように励起が加えられるならば、パルス間隔および（または）フリップ角はＮＱＲ応答信号対雑音比が環境パラメータの範囲にわたり実質的に一定である如きものであることが望ましい。これは、先に述べたように、試料中の選択された核の存在についての正確なＮＱＲテストを容易にすることができる。
【００４３】
試料のＮＱＲ共鳴周波数もまた環境パラメータと共に変化し、励起パルスが複数の異なる励起周波数で加えられるならば、励起周波数と関連するパルス間隔および（または）フリップ角は、ＮＱＲ共鳴周波数が各励起周波数と等しい環境パラメータの各値における実質的に等しい信号対雑音比を生じる如きものであることが望ましい。このため、共鳴周波数および緩和時間の変化を補償する特に簡単な方法が可能になる。
【００４４】
一例として、２つの励起周波数だけが用いられる場合について考察する。異なるスピン格子の緩和時間による２つの異なる周波数における検出感度が同じ状態を維持することを保証するため、異なるパルス形（特に、幅）または２つの周波数における異なるＲＦ電力（ＲＦ  Ｐｏｗｅｒ）を用いることにより、Ｖｅｇａの式に従ってフリップ角αを変化させることが必要である。この選択方法は、τ／Ｔ1の２つの異なる比のパルス列により生成される安定状態の信号に対して図１に略図的に示される。ある周波数および温度でτ／Ｔ1が１に等しければ、フリップ角を０．１７αmに設定することが別の周波数および温度でτ／Ｔ1＝０．１で且つフリップ角が０．３αmに設定されると同じ応答信号強さを生じることになる。このため、いずれかの周波数における同数の累積が同じ積分信号強さを生じ、従って略々同じ信号対雑音比を生じる。
【００４５】
選択されたフリップ角は励起パルスの瞬時周波数においてのみ正しいが、連続的な放射周波数からの積分信号が合計されれば、中間の周波数でのずれがその合計を少なくする。実際に、試料間の温度偏移および（または）試料内の温度変化により生じるＢ1フィールドおよび変化するフリップ角における不均一さもまた、理想化された予測が正しく生じない原因となる。従って、ある場合には、所与のコイル形状およびＮＱＲ周波数によるこのような影響を許容するため、予測されるフリップ角に対して小さな調整を行うことが必要となる。
【００４６】
励起が単純な方形パルスの形態を取ることがあるが、励起が、制限された共鳴周波数範囲にわたりその強さが略々一定である共鳴信号を生じるように整形される少なくとも１つの励起パルスを含むことが望ましい。単純な方形パルスは、典型的に図２に示したものと似た曲線を有する応答信号特性を有し、適正に整形されたパルスにより可能となる比較的平坦な特性が、検出感度が制限された共鳴周波数レンジにわたり更に均一になるという利点を有することになる。適正なパルス形状は、当業者には周知である。１つの特に適正な形状は、エルミート（Ｈｅｒｍｉｔｅ）パルス（Ｍ．ＭｃｃｏｙおよびＷ．Ｓ．Ｗａｒｒｅｎの論文（Ｊ．Ｍａｇ．Ｒｅｓ．，１９８５年、６５、１７８）参照）であり、これは所与のＢ1フィールドを生じる方形パルスより少ない電力で済む別の利点を呈する。
【００４７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、所与の環境パラメータと共に変化する少なくとも１つのＮＱＲ特性を有する試料をＮＱＲテストする装置に関し、その構成は、
予め定めた環境パラメータの範囲にわたり各ＮＱＲ特性がどのように変化するかについての情報が記憶された記憶手段と、
励起を試料に加えてＮＱＲ共鳴を付勢する手段と、
ＮＱＲ共鳴信号を検出する手段と、
記憶手段に記憶された情報に応答して、予め定めた環境パラメータの範囲にわたり検出手段により検出可能であるＮＱＲ共鳴信号を励起させるよう前記励起手段を制御する手段とを含む。
【００４８】
本発明は更に、試料における選択された核の存在に対するＮＱＲテスト法に関し、その構成は、信号対雑音比が環境パラメータの少なくとも２つの異なる値において実質的に等しくなるように、ＮＱＲ応答信号を試料から取得し、
予め定めた検出閾値を越えたかどうかに従ってＮＱＲ応答から警報信号を生じることを含む。
【００４９】
先に述べたようにこのような構成により、信号対雑音比が環境パラメータの２つ以上の異なる値における閾値に関して同じ意味を有するため、選択された核の存在についての特に正確かつ感度の高いＮＱＲテストを実施することができる。
【００５０】
本発明のこのような特徴は、先に述べた方法と似た試料に内の選択された核の存在についてのＮＱＲテストのための装置に関する。
【００５１】
本発明は、所与の環境パラメータと共に変化する少なくとも１つのＮＱＲ特性を有する試料をテストする前記のＮＱＲテストの如き方法に及び、本方法は、試料中の温度の空間的分布を決定するためのもので、緩和時間（Ｔ1、Ｔ2、Ｔ2e、Ｔ2＊）が温度と共に変化し、このような空間的分布が試料内の緩和時間の変化に従って決定される。
【００５２】
本方法は、緩和時間が実質的に温度と共に変化することの発見に基いている。本方法は、温度の分布のイメージ形成のための高感度の技法を提供することができる。
【００５３】
スピン格子緩和時間が温度に対して最も敏感であることを発見したため、温度の空間的な変化の分布が試料内のこの緩和時間の変化に従って決定されることが望ましい。本方法を実施する１つの望ましい方法は、フリップ角は一定に保持されるがパルスの繰返時間が変化する一連の励起パルスを試料に対して与えることである。パルスは、例えば弱い磁界の存在時に加えられてデータの空間的符号化を生じる。データの復号は、フーリエ分析の如き周知の手法により実施することができる。Ｔ1データは、索引テーブルを介して温度データへ変換することもできる。
【００５４】
温度の空間的分布もまた、試料中のスピン−スピン緩和時間の変化に従って決定することができる。本方法は、関連する緩和時間と関連するデータを空間的にコード化するため、フリップ角を一定に保持しながらパルスの間隔（τe）を変化させることにより実施される。この手法は、Ｔ2＊の場合には変化させることができる相対的なパルス間隔がないため、時間Ｔ2およびＴ2eには適用し得るが、Ｔ2＊には適用し得ないと考えられる。
【００５５】
本発明は、比較的大きな物体における四重極原子核を含む特定の物質の存在を検出する方法に関し、これにおいては、放射が±２０℃の温度変化により生じる共鳴周波数の偏移を許容し得る。また本発明は、比較的大きい物体内部の四重極原子核を含む特定物質の存在を検出する方法に関し、これにおいては照射パルスの電力スペクトルが、物体に生じることが多い環境条件により、ＮＱＲ共鳴が偏移され得る周波数の約０．１％以内の実質的な電力を提供する。放射パルスは、検出される物質中の四重極核の共鳴周波数に等しいかあるいはこれに近い（おそらくは、その０．１％以内の周波数範囲）１つ以上の周波数である。
【００５６】
物質は、例えばヘロインまたはコカインの如き薬物、あるいは例えばＨＭＸ、ＲＤＸ、ＰＥＴＮまたはＴＮＴの如き爆発物である。これら物質中の四重極核は14Ｎである。環境条件は、温度、圧力あるいは磁界の如き諸条件である。これらの方法の１つの用途は、航空機の荷物または航空貨物の検査にあり、ここで典型的な場合は、±１０ＫＨｚの共鳴周波数の偏移が±２０℃の温度変化により生じる。爆発物ＲＤＸの検出のためには、適正な共鳴周波数は５．１９１ＭＨｚであり、±２０℃の温度変化の影響を許容するには最大電力の半分の電力で１８ＫＨｚの幅の電力スペクトルを有するＲＦ駆動信号を用い得る。
【００５７】
本発明の特徴については、先に述べた方法と似た装置の特徴が提供される。
本発明の望ましい特徴については、例示として添付図面に関して次に記述する。
【００５８】
【発明の実施の形態】
図３のａに示される本発明の第１の実施例のタイミング図において、幅ｔw(1)およびｔw(2)（単純または複合）の、また異なる周波数ｆ1およびｆ2の２つの無線周波パルスが、長い方のＴ1、例えばτ＝５Ｔ1よりも遥かに長いパルス繰返時間τ（τ＞＞ｔw）で反復されてパルス間の完全な信号復元を保証する。交互のパルスの位相シフトあるいは幅ｔwおよび２ｔwの組み合わせがプローブリンギング（ｐｒｏｄｅ  ｒｉｎｇｉｎｇ）を取除くために使用されてもよい。適正な信号の位相感度の検出および操作の後、残留振動を打消させることができ、真のＮＱＲ応答信号のみが観察される。τはＴ1の値より遥かに長いため、Ｔ1の補償は不要である（図１参照）。
【００５９】
テストの全時間は長い方のＴ1により制限され、τ＝５Ｔ1（但し、Ｔ1は長い方のＴ1値）でありかつ許される観察時間がＴobsであるならば、可能な最大累積数はＮ＝Ｔobs／（ｔw＋τ）＝Ｔobs／（ｔw＋５Ｔ1）となる。信号対雑音比は、√Ｎに比例し、そのためτが５Ｔ1より著しく長くないようにパルス反復時間τを設定することが重要となり、さもなければ情報が失われる。先に述べたように２つのパルス間の分離に対する制限τfは、第２のパルスが加えられる前に第１のパルスからのＦＩＤを実質的に減衰させるために、τfが例えば２Ｔ2＊または３Ｔ2＊より大きくなければならないことである。Ｔ2＊が例えば温度と共に変化するため、先に述べた方法でこれを補償するようにτfを調整することが重要である。
【００６０】
この第１の実施例の別の形態では、パルス反復時間τは５Ｔ1より小さくされ（ここで、Ｔ1は短い方のＴ1値）、図１に関して前に述べたように、パルス幅および（または）ＲＦ電力はαmより小さく、温度によるτ／Ｔ1の変動を許容するフリップ角を生じるように調整される。即ち、励起は、ｆ1およびｆ2が共鳴周波数である複数の温度で等しい信号強さを生じる如きものである。これら信号は、
【００６１】
【式６】
0003652682.tif 000003
【００６２】
より弱いが、所与の時間内で累積することができ、かつ低い方のＲＦ電力が要求される。
図３のｂに示される本発明の第２の実施例においては、一連の励起パルスが２つの異なる周波数ｆ1およびｆ2で加えられてずれた間隔で別のエコーを励起する。パルス反復時間τは、（第１の実施例の２つの形態におけるように）５Ｔ1と等しいかあるいはこれより小さくすることができ、パルス幅および（または）ＲＦ電力は、図１に関して先に述べた如くＮＱＲ共鳴周波数によりτ／Ｔ1の変化を許容するフリップ角を生じるように必要に応じて調整することができる。τ／Ｔ1＜５におけるエコーは、
【００６３】
【式７】
0003652682.tif 000004
【００６４】
より弱いが、更に所与の時間内で累積することができる。温度によるＴ2の変化を補償するため、ｆ1乃至ｆ2の励起パルス（τe）間のパルス間隔を変化させて、ｆ1およびｆ2が共鳴周波数である温度において比τe／Ｔ2が一定となるようにすることが重要である。
【００６５】
図３のｂに示された方法におけるパルスのインターリーブ操作はτ＞＞Ｔ2ならば可能である。図３ｂに示される実施例では、パルスは唯２つの周波数ｆ1およびｆ2である。しかし、ＲＦプローブおよびレシーバの帯域幅と一致する要求される広さの温度／周波数範囲をカバーするように幾つかの異なる無線周波数をインターリーブさせることができる。
【００６６】
本発明の第３の実施例、ケース（ｃ）（図示せず）では、１つの周波数および適正な位相における一連の短い高出力ＲＦパルスが、スピン−スピン緩和時間Ｔ2より小さな間隔τeで用いられ、応答は各パルスと時定数Ｔ2eによる減衰間のエコー列として観察され、ここで望ましいケースではＴ2e＞＞Ｔ2である。これらのエコーはサンプルされ累積されて、最終信号を生じる。全プロセスは、１つ以上の異なる周波数で繰返される。本実施例は、Ｔ2eが長い場合に特に有利である。緩和時間Ｔ1、Ｔ2およびＴ2eの温度変化が許されることを必要とすることが理解されよう。
【００６７】
本発明を実施するためのＮＱＲ装置については、図４に関して次に説明する。２つの無線周波数（ＲＦ）ソース１および２が、異なる試料温度により生じる周波数範囲をカバーするｆ1およびｆ2の周波数におけるパルスＲＦ励起パルスを提供する。ｆ1およびｆ2は記憶装置３の出力に従って選択され、これには試料のＮＱＲ共鳴周波数、スピン格子緩和時間Ｔ1、スピン−スピン緩和時間Ｔ2、Ｔ2eおよびＦＩＤ緩和時間Ｔ2＊が温度および（または）圧力と共にどのように変化するかについての情報が記憶される。周波数レンジが数＋ＫＨｚより大きければ、より大きな周波数が必要となる。あるいはまた、切換え時間がＦＩＤ時間Ｔ2＊より非常に小さいことを前提として、周波数切換えシンセサイザも使用可能である（ＲＤＸの場合、この量は２９８Ｋにおいて約０．８ｍｓである）。
【００６８】
ＲＦソース１および２は、マスター・タイミング回路５により制御されるＲＦゲート３ａ、ｂおよび４ａ、ｂを介して接続される正常出力および移相出力（典型的には、０°および１８０°）を有し、この回路はまた、記憶装置に記憶された励起周波数、パルス反復時間τおよびスピン格子緩和時間に従って各ＲＦパルスの幅を調整する。ＲＦパルス・シーケンスは、ＲＦソースの周波数範囲にわたり一定出力のＲＦ電力増幅器６へ進み、次いで試料を囲むＲＦプローブ７およびＲＦコイル（複数または単数）８へ進む。ＲＦプローブは、高いＱ値のＲＦコイルに必要とされる異なる励起周波数ｆ1、ｆ2などを勘案するよう同調要素が調整できるように、タイミング回路５から入力を受取る。このコイルは、プローブの動作域にわたり均等な磁界を生じる。生成された信号は、遭遇しやすい全てのＮＱＲ応答信号周波数を一定の利得で増幅するに充分な帯域幅の前置増幅器９およびＲＦ増幅器１０へ進む。応答信号は、２つの個々の位相感応検出器１１ａ、ｂで検出されて同位相出力および直角出力を生じる。
【００６９】
無線周波数ｆ1（チャンネル１）のパルスを制御するゲート３ａ、ｂの出力が、基準信号として検出器１１ａに、更に９０°移相ネットワーク１２を介して検出器１１ｂに接続される。検出器１１ａ、ｂからの出力はサンプルされ、タイミング回路５の制御下でアナログ／ディジタル・コンバータ１３ａ、ｂによりディジタル化され、次に図形レコーダまたはビデオ・ディスプレイ１５で表示するためディジタル信号プロセッサ１４へ送られる。
【００７０】
無線周波数ｆ2（チャンネル２）のパルスを制御するゲート４ａ、ｂの出力は、基準信号として検出器１１ａへ、更に９０°移相ネットワーク１２を介して検出器１１ｂに接続される。検出器１１ａ、ｂからの出力はサンプルされて、アナログ／ディジタル・コンバータ１３ａ、ｂによりディジタル化され、チャンネル１における信号とは別のメモリーに記憶され、この選択はタイミング回路５からのトリガー・パルスにより制御される。ディジタル信号プロセッサ１４における処理の後、両方の信号は個々に表示されるか、あるいは表示前に加算されて機器の出力を生じる。この信号が予め設定された閾値を越えるならば、警報（図示せず）が鳴奏される。
【００７１】
無論、本発明が例示として本文に記載され、細部の修正が本発明の範囲内で可能であることは理解されよう。
本発明は、以下の点を特徴とする。
【００７２】
１．核が所与の環境パラメータと共に変化する少なくとも１つの核四重極共鳴（ＮＱＲ）特性を有する試料中の選択された四重極核の存在を検出する方法において、
選択された環境パラメータ範囲に対応する前記特性範囲を決定し、前記試料に励起を与えて核四重極共鳴を励起し、共鳴応答信号を決定し、前記選択された四重極核の存在を決定することを含み、前記選択された四重極核の存在を決定し、該励起は検出可能な共鳴信号が該選択された範囲にわたる環境パラメータの変化にかかわらず励起できるものである方法。
【００７３】
２．前記環境パラメータの変化のありそうな範囲を選択するステップを含む第１項に記載の方法。
３．ＮＱＲ特性が前記環境パラメータの変化の範囲にわたってどのように変化するかの情報が記憶され、該記憶された情報は前記励起を制御するために使用され、これにより該範囲にわたる前記環境パラメータの変化にかかわらず、前記四重極核に対する前記共鳴応答信号が検出される第１項または第２項に記載の方法。
【００７４】
４．ＮＱＲ共鳴周波数が温度と共に変化し、前記励起が、±２０℃の温度変化により生じる共鳴周波数シフトを許容する第１項乃至第３項のいずれかに記載の方法。
【００７５】
５．共鳴周波数が所与の環境パラメータと共に変化し、前記励起は単一の励起周波数で印加されたパルスであり、該励起が、前記環境パラメータの範囲と対応する共鳴周波数のレンジにわたり検出可能なＮＱＲ共鳴応答信号を励起するに充分である第１項乃至第４項のいずれかに記載の方法。
【００７６】
６．共鳴周波数が所与のパラメータと共に変化し、前記励起が、前記環境パラメータの範囲と対応する範囲内の共鳴周波数の一つ一つの値が励起周波数の値の０．１％以内である充分な数の励起周波数で与えられる第１項乃至第４項のいずれかに記載の方法。
【００７７】
７．共鳴周波数が所与の環境パラメータと共に変化し、前記励起が、検出可能な共鳴応答信号が前記環境パラメータの範囲と対応する共鳴周波数レンジにわたり励起できるように複数の異なる励起周波数において供給される第１項乃至第４項のいずれかに記載の方法。
【００７８】
８．前記励起が少なくとも１つの励起周波数において供給され、各励起周波数が共鳴周波数レンジ内にある第４項乃至第７項のいずれかに記載の方法。
９．緩和時間が前記所与の環境パラメータと共に変化し、前記励起が、複数の異なるパルス間隔の一連の付勢パルスとして、そして（または）複数の異なるフリップ角を生じるように加えられ、検出可能な共鳴応答信号が前記環境パラメータの範囲と対応する緩和時間の範囲にわたり励起されることができるようにする第１項乃至第８項のいずれかに記載の方法。
【００７９】
１０．所与の環境パラメータと共に変化する緩和時間を有する試料のＮＱＲテスト方法において、励起を前記試料に加えて核四重極共鳴を励起してＮＱＲ応答信号を検出し、前記励起が、複数の異なるパルス間隔の一連の励起パルスとして、そして（または）複数の異なるフリップ角を生じるように加えられ、該環境パラメータの範囲にわたる該環境パラメータの変化にかかわらず、検出可能な共鳴応答信号が前記環境パラメータの範囲と対応する緩和時間の範囲にわたり励起されることができるようにする方法。
【００８０】
１１．前記励起が、一連の反復する励起パルスとして複数の異なる励起周波数の各々の周波数で加えられ、該パルスの反復時間が各一連毎に同じであり、前記フリップ角が各一連毎に異なる第９項または第１０項に記載の方法。
【００８１】
１２．前記励起が、一連の励起パルスとして複数の異なる励起周波数で加えられ、各一連のパルスがエコーを生じる複数のパルスを含み、前記複数のパルスの各々間の間隔が各一連毎に異なる第９項乃至第１１項のいずれかに記載の方法。
【００８２】
１３．前記励起が、一連の励起パルスとして複数の異なる励起周波数で加えられ、その後に異なる周波数のパルスが、前記環境パラメータによるＴ2＊の変化に従って選択されたずれた間隔で加えられる第１項乃至第１２項のいずれかに記載の方法。
【００８３】
１４．前記励起が、共鳴応答の信号対雑音比が前記環境パラメータの少なくとも２つの異なる値において等しく、該励起が、前記信号対雑音比が前記環境パラメータの範囲にわたり一定となる第１項乃至第１３項のいずれかに記載の方法。
【００８４】
１５．前記励起が、少なくとも２つの異なる前記環境パラメータの値での共鳴応答信号／雑音比の値の最も小さいものが、該少なくとも２つの異なる該環境パラメータの値での該共鳴応答信号／雑音比の値の最も大きなものの、５０％以内、である第１項乃至第１３項のいずれかに記載の方法。
【００８５】
１６．前記励起が、少なくとも２つの異なる前記環境パラメータの値での共鳴応答信号／雑音比の値の最も小さいものが、該少なくとも２つの異なる該環境パラメータの値での該共鳴応答信号／雑音比の値の最も大きなものの、好ましくは６０％以内である第１項乃至第１３項のいずれかに記載の方法。
【００８６】
１７．前記励起が、少なくとも２つの異なる前記環境パラメータの値での共鳴応答信号／雑音比の値の最も小さいものが、該少なくとも２つの異なる該環境パラメータの値での該共鳴応答信号／雑音比の値の最も大きなものの、最も好ましくは７５％以内である第１項乃至第１３項のいずれかに記載の方法。
【００８７】
１８．更に好ましくは該比の最小値が、該環境パラメータの範囲にわたり該比の最大値の５０％以内である第１５項乃至第１７項のいずれかに記載の方法。
１９．更に好ましくは該比の最小値が、該環境パラメータの範囲にわたり該比の最大値の好ましくは６０％以内である第１５項乃至第１７項のいずれかに記載の方法。
【００８８】
２０．更に好ましくは該比の最小値が、該環境パラメータの範囲にわたり該比の最大値の、最も好ましくは７５％以内である第１５項乃至第１７項のいずれかに記載の方法。
【００８９】
２１．前記試料の共鳴周波数が前記所与の環境パラメータと共に変化し、前記励起が複数の異なる周波数で加えられ、該周波数の数および間隔が、前記共鳴応答の信号対雑音比が前記環境パラメータの範囲にわたり一定である如きものである第１４項乃至第２０項のいずれかに記載の方法。
【００９０】
２２．前記試料の共鳴周波数が所与の環境パラメータと共に変化し、前記励起は複数の異なる周波数で与えられ、該周波数の数及び間隔は、共鳴応答信号／雑音比の最小値が該環境パラメータの範囲にわたり共鳴応答信号／雑音比の最大値の５０％以内である第１４項乃至第２０項のいずれかに記載の方法。
【００９１】
２３．前記試料の共鳴周波数が所与の環境パラメータと共に変化し、前記励起は複数の異なる周波数で与えられ、該周波数の数及び間隔は、共鳴応答信号／雑音比の最小値が該環境パラメータの範囲にわたり共鳴応答信号／雑音比の最大値の、好ましくは６０％以内である第１４項乃至第２０項のいずれかに記載の方法。
【００９２】
２４．前記試料の共鳴周波数が所与の環境パラメータと共に変化し、前記励起は複数の異なる周波数で与えられ、該周波数の数及び間隔は、共鳴応答信号／雑音比の最小値が該環境パラメータの範囲にわたり共鳴応答信号／雑音比の最大値の、最も好ましくは７５％以内である第１４項乃至第２０項のいずれかに記載の方法。
【００９３】
２５．前記励起が、（ｎ−１）個の等間隔の周波数において加えられ、ｎが式
【００９４】
【式８】
ｎ≧Δν0／Δνoff
を満たす最も近い整数であり、ｎ≧２である場合、Δν0が前記環境パラメータの範囲と対応する共鳴周波数レンジの値の半分であり、Δνoffが歳差運動周波数と略々等しい第２１項乃至第２４項のいずれかに記載の方法。
【００９５】
２６．前記試料の緩和時間が所与のパラメータと共に変化し、前記励起が、複数の異なるパルス間隔における一連の励起パルスとして、そして（または）複数の異なるフリップ角を生じるように加えられ、前記応答の信号対雑音比が前記環境パラメータの範囲にわたり一定であるようにする第１４項乃至第２５項のいずれかに記載の方法。
【００９６】
２７．前記試料の緩和時間が所与のパラメータと共に変化し、前記励起が複数の異なるパルス間隔で一連の励起として加えられ、そして／または、共鳴応答信号／雑音比の最小値が該環境パラメータの範囲にわたり共鳴応答信号／雑音比の最大値の５０％以内であるような、複数の異なるフリップ角を発生させる第１４項乃至第２５項のいずれかに記載の方法。
【００９７】
２８．前記試料の緩和時間が所与のパラメータと共に変化し、前記励起が複数の異なるパルス間隔で一連の励起として加えられ、そして／または、共鳴応答信号／雑音比の最小値が該環境パラメータの範囲にわたり共鳴応答信号／雑音比の最大値の好ましくは６０％以内であるような、複数の異なるフリップ角を発生させる第１４項乃至第２５項のいずれかに記載の方法。
【００９８】
２９．前記試料の緩和時間が所与のパラメータと共に変化し、前記励起が複数の異なるパルス間隔で一連の励起として加えられ、そして／または、共鳴応答信号／雑音比の最小値が該環境パラメータの範囲にわたり共鳴応答信号／雑音比の最大値の最も好ましくは７５％以内であるような、複数の異なるフリップ角を発生させる第１４項乃至第２５項のいずれかに記載の方法。
【００９９】
３０．前記試料の共鳴周波数もまた前記環境パラメータと共に変化し、前記励起パルスが複数の異なる励起周波数において加えられ、前記励起周波数と関連するパルス間隔および（または）フリップ角が、前記共鳴周波数が各励起周波数と等しい環境パラメータの各値における実質的に等しい信号対雑音比の共鳴応答信号を生じる如きものである第２６項乃至第２９項のいずれかに記載の方法。
【０１００】
３１．前記試料の共鳴周波数も所与の前記環境パラメータと共に変化し、前記励起が複数の異なる励起周波数で加えられ、該周波数に関連するパルス間隔及び／またはフリップ角が、該各々の励起周波数に等しい共鳴周波数で該環境パラメータの各々の値の少なくとも１つで最小の信号／雑音比をもち、該各々の励起周波数に等しい共鳴周波数で該環境パラメータの各々の値の少なくとも他の１つで最大の信号／雑音比をもつ共鳴応答信号を発生するものであり、該最小信号／雑音比は、該最大信号／雑音比の５０％以内である第２６項乃至第２９項のいずれかに記載の方法。
【０１０１】
３２．前記試料の共鳴周波数も所与の前記環境パラメータと共に変化し、前記励起が複数の異なる励起周波数で加えられ、該周波数に関連するパルス間隔及び／またはフリップ角が、該各々の励起周波数に等しい共鳴周波数で該環境パラメータの各々の値の少なくとも１つで最小の信号／雑音比をもち、該各々の励起周波数に等しい共鳴周波数で該環境パラメータの各々の値の少なくとも他の１つで最大の信号／雑音比をもつ共鳴応答信号を発生するものであり、該最小信号／雑音比は、該最大信号／雑音比の好ましくは６０％以内である第２６項乃至第２９項のいずれかに記載の方法。
【０１０２】
３３．前記試料の共鳴周波数も所与の前記環境パラメータと共に変化し、前記励起が複数の異なる励起周波数で加えられ、該周波数に関連するパルス間隔及び／またはフリップ角が、該各々の励起周波数に等しい共鳴周波数で該環境パラメータの各々の値の少なくとも１つで最小の信号／雑音比をもち、該各々の励起周波数に等しい共鳴周波数で該環境パラメータの各々の値の少なくとも他の１つで最大の信号／雑音比をもつ共鳴応答信号を発生するものであり、該最小信号／雑音比は、該最大信号／雑音比の最も好ましくは７５％内である第２６項乃至第２９項のいずれかに記載の方法。
【０１０３】
３４．前記励起が異なる周波数で加えられて一個々の自由誘起減衰応答を励起する第１項乃至第３３項のいずれかに記載の方法。
３５．前記励起が異なる周波数において加えられて、個々のエコー応答を励起する第１項乃至第３４項のいずれかに記載の方法。
【０１０４】
３６．前記応答がずれた間隔において発生する第３４項または第３５項に記載の方法。
３７．前記励起が、限定された共鳴周波数範囲にわたりその強さが略々一定である応答信号を生じるように整形される少なくとも１つの励起パルスを含む第１項乃至第３６項のいずれかに記載の方法。
【０１０５】
３８．所与の環境パラメータと共に変化する少なくとも１つのＮＱＲ特性を有する試料をテストするＮＱＲテスト装置において、
予め定めた環境パラメータの範囲にわたり各ＮＱＲ特性がどのように変化するかについての情報が記憶される記憶手段と、
前記試料に励起を加えてＮＱＲ共鳴を与える手段と、
ＮＱＲ応答信号を検出する手段と、
前記記憶手段に記憶された情報に応答して、前記環境パラメータの予め定めた範囲にわたり、該範囲における該環境パラメータのどのような変化にかかわらず、前記検出手段により検出可能なＮＱＲ応答信号を励起するよう前記励起手段を制御する手段と、
を設けてなる装置。
【０１０６】
３９．前記記憶手段が、前記試料のＮＱＲ共鳴周波数が±２０℃の温度範囲にわたる温度と共にどのように変化するかについての情報を記憶し、前記制御手段が前記の如き温度範囲にわたる共鳴周波数シフトを許容する第３８項記載の装置。
【０１０７】
４０．前記記憶手段が、前記試料のＮＱＲ共鳴周波数が所与の環境パラメータと共にどのように変化するかについての情報を記憶し、前記制御手段が複数の異なる励起周波数において励起を加えるように構成され、検出可能なＮＱＲ共鳴応答信号が前記環境パラメータの範囲と対応する共鳴周波数レンジにわたり励起されるようにする第３８項または第３９項に記載の装置。
【０１０８】
４１．前記記憶手段が、前記試料の緩和時間が所与のパラメータと共にどのように変化するかについての情報を記憶し、前記制御手段が、複数の異なるパルス間隔における一連の励起パルスとして、そして（または）複数の異なるフリップ度を生じるように励起を加えるように構成され、検出可能なＮＱＲ応答信号が前記環境パラメータの範囲と対応する緩和時間の範囲にわたり励起されるようにする第３８項乃至４０項のいずれかに記載の装置。
【０１０９】
４２．前記制御手段が、前記ＮＱＲ応答の信号対雑音比が前記環境パラメータの少なくとも２つの異なる値において等しくなるように、前記信号対雑音比が前記環境パラメータの範囲にわたり一定になるように、励起を加えるよう構成される第３８項乃至第４１項のいずれかに記載の装置。
【０１１０】
４３．前記制御手段が、前記ＮＱＲ応答信号／雑音比が前記環境パラメータの少なくとも２つの異なる値の少なくとも１つで最大値を持ち、該環境パラメータの少なくとも２つの異なる値の他の少なくとも１つで最小値を有し、該最小値は該最大値の５０％以内である第３８項乃至第４１項のいずれかに記載の装置。
【０１１１】
４４．前記制御手段が、前記ＮＱＲ応答信号／雑音比が前記環境パラメータの少なくとも２つの異なる値の少なくとも１つで最大値を持ち、該環境パラメータの少なくとも２つの異なる値の他の少なくとも１つで最小値を有し、該最小値は該最大値の好ましくは６０％以内である第３８項乃至第４１項のいずれかに記載の装置。
【０１１２】
４５．前記制御手段が、前記ＮＱＲ応答信号／雑音比が前記環境パラメータの少なくとも２つの異なる値の少なくとも１つで最大値を持ち、該環境パラメータの少なくとも２つの異なる値の他の少なくとも１つで最小値を有し、該最小値は該最大値の最も好ましくは７５％以内である第３８項乃至第４１項のいずれかに記載の装置。
【０１１３】
４６．好ましく前記比の最小値は該環境パラメータの前記範囲にわたり該最大値の５０％以内になり得る第４３項乃至第４５項のいずれかに記載の装置。
４７．好ましくは前記比の最小値は該環境パラメータの前記範囲にわたり該最大値の好ましくは６０％以内になり得る第４３項乃至第４５項のいずれかに記載の装置。
【０１１４】
４８．好ましくは前記比の最小値は該環境パラメータの前記範囲にわたり該最大値の最も好ましくは７５％以内になり得る第４３項乃至第４５項のいずれかに記載の装置。
【０１１５】
４９．試料における選択された核の存在についてテストするＮＱＲテストの方法において、
信号対雑音比が所与の環境パラメータの少なくとも２つの異なる値で等しくなるように、試料からＮＱＲ応答信号を取得し、
予め定めた検出閾値を越えたかどうかに従って、前記ＮＱＲ応答信号から警報信号を生じる
ことを含む方法。
【０１１６】
５０．信号／雑音比が、環境パラメータの少なくとも２つの異なる値の少なくとも１つで最大値を有し、該環境パラメータの少なくとも２つの異なる値の他の少なくとも１つで最小値を有し、該最小値は該最大値の５０％以内であり様な方法で、試料からＮＱＲ応答信号を取り出すステップと、
検出の所定の閾値を越えたか否かに依存して該ＮＱＲ応答信号からアラーム信号を発生するステップと、
を備えた試料中の選択された核の存在をテストするＮＱＲテスト方法。
【０１１７】
５１．信号／雑音比が、環境パラメータの少なくとも２つの異なる値の少なくとも１つで最大値を有し、該環境パラメータの少なくとも２つの異なる値の他の少なくとも１つで最小値を有し、該最小値は該最大値の６０％以内であり様な方法で、試料からＮＱＲ応答信号を取り出すステップと、
検出の所定の閾値を越えたか否かに依存して該ＮＱＲ応答信号からアラーム信号を発生するステップと、
を備えた試料中の選択された核の存在をテストするＮＱＲテスト方法。
【０１１８】
５２．信号／雑音比が、環境パラメータの少なくとも２つの異なる値の少なくとも１つで最大値を有し、該環境パラメータの少なくとも２つの異なる値の他の少なくとも１つで最小値を有し、該最小値は該最大値の７５％以内であり様な方法で、試料からＮＱＲ応答信号を取り出すステップと、
検出の所定の閾値を越えたか否かに依存して該ＮＱＲ応答信号からアラーム信号を発生するステップと、
を備えた試料中の選択された核の存在をテストするＮＱＲテスト方法。
【０１１９】
５３．前記核が、前記環境パラメータの変化と共に実質的に変化するＮＱＲ共鳴周波数および（または）緩和時間（Ｔ1、Ｔ2、Ｔ2e、Ｔ2＊）を有し、少なくとも前記２つの異なる値が、前記共鳴周波数および（または）緩和時間が異なる値である第４９項乃至第５２項のいずれかに記載の方法。
【０１２０】
５４．試料における選択された核の存在についてテストするＮＱＲテスト装置において、
信号対雑音比が所与の環境パラメータの少なくとも２つの異なる値において実質的に等しくなるように、前記試料からＮＱＲ応答信号を取得する手段と、
予め定めた検出閾値を越えたかどうかに従って、前記ＮＱＲ応答信号から警報信号を生じる手段と
を設けてなる装置。
【０１２１】
５５．信号／雑音比が、環境パラメータの少なくとも２つの異なる値の少なくとも１つで最大値を有し、該環境パラメータの少なくとも２つの異なる値の他の少なくとも１つで最小値を有し、該最小値は該最大値の５０％以内であり得る方法で試料からＮＱＲ応答信号を取り出す手段と、
検出の所定の閾値を越えたか否かに依存して該ＮＱＲ応答信号からアラーム信号を発生する手段と、
を備えた試料中の選択された核の存在をテストするＮＱＲテスト装置。
【０１２２】
５６．信号／雑音比が、環境パラメータの少なくとも２つの異なる値の少なくとも１つで最大値を有し、該環境パラメータの少なくとも２つの異なる値の他の少なくとも１つで最小値を有し、該最小値は該最大値の好ましくは６０％以内であり得る方法で試料からＮＱＲ応答信号を取り出す手段と、
検出の所定の閾値を越えたか否かに依存して該ＮＱＲ応答信号からアラーム信号を発生する手段と、
を備えた試料中の選択された核の存在をテストするＮＱＲテスト装置。
【０１２３】
５７．信号／雑音比が、環境パラメータの少なくとも２つの異なる値の少なくとも１つで最大値を有し、該環境パラメータの少なくとも２つの異なる値の他の少なくとも１つで最小値を有し、該最小値は該最大値の最も好ましくは７５％以内であり得る方法で試料からＮＱＲ応答信号を取り出す手段と、
検出の所定の閾値を越えたか否かに依存して該ＮＱＲ応答信号からアラーム信号を発生する手段と、
を備えた試料中の選択された核の存在をテストするＮＱＲテスト装置。
【０１２４】
５８．緩和時間（Ｔ1、Ｔ2、Ｔ2e、Ｔ2＊）が温度と共に変化し、空間的分布が該試料内部の緩和時間の変化に従って決定される、前記試料内部の温度の空間的分布を決定する第１項乃至第３７項のいずれかに記載の方法。
【０１２５】
５９．スピン格子緩和時間Ｔ1が温度と共に変化し、空間分布が試料の緩和時間の変化に従って決定される、前記試料の空間的な温度分布を決定する第１項乃至第３７項にいずれかに記載の方法。
【０１２６】
６０．比較的大きな物体内部における四重極原子核を含む特定物質の存在を検出する方法において、物質に照射して核四重極共鳴を励起し、共鳴応答信号を検出することを含み、該照射の電力スペクトルが、ＮＱＲ共鳴が±２０℃の温度変化だけシフトされる周波数の値の約０．１％以内の周波数での電力を生じるものである方法。
【０１２７】
６１．前記応答信号を、前記信号／雑音比が前記環境パラメータの選択された範囲にわたって一定であるような方法で取り出す第４９項に記載の方法。
６２．前記信号／雑音比の最小値が、前記環境パラメータ選択された範囲にわたる信号／雑音比の最大値の５０％以内である第５０項乃至第５２項のいずれかに記載の方法。
【０１２８】
６３．前記信号／雑音比の最小値が、前記環境パラメータ選択された範囲にわたる信号／雑音比の最大値の好ましくは６０％以内である第５０項乃至第５２項のいずれかに記載の方法。
【０１２９】
６４．前記信号／雑音比の最小値が、前記環境パラメータ選択された範囲にわたる信号／雑音比の最大値の好ましくは７５％以内である第５０項乃至第５２項のいずれかに記載の方法。
【０１３０】
６５．前記取り出す手段が、前記応答信号を前記信号／雑音比が前記環境パラメータの選択された範囲にわたって一定であるような方法で取り出す第５４項に記載の装置。
【０１３１】
６６．前記取り出す手段が、前記信号／雑音比の最小値が、前記環境パラメータ選択された範囲にわたる信号／雑音比の最大値の５０％以内であるように前記応答信号を取り出す第５５項乃至第５７項のいずれかに記載の装置。
【０１３２】
６７．前記取り出す手段が、前記信号／雑音比の最小値が、前記環境パラメータ選択された範囲にわたる信号／雑音比の最大値の好ましくは６０％以内であるように前記応答信号を取り出す第５５項乃至第５７項のいずれかに記載の装置。
【０１３３】
６８．前記取り出す手段が、前記信号／雑音比の最小値が、前記環境パラメータ選択された範囲にわたる信号／雑音比の最大値の最も好ましくは７５％以内であるように前記応答信号を取り出す第５５項乃至第５７項のいずれかに記載の装置。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、比τ／Ｔ1の異なる値に対するフリップ角に対する安定状態のＮＱＲ共鳴信号の強さのプロットを示す図。
【図２】  図２は、６０μ秒の励起パルス
【式９】
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に対する周波数オフセットに対するＮＱＲ応答信号強さのプロットを示す図。
【図３】  図３は、本発明の２つの実施例に対するタイミング図。
【図４】  図４は、本発明において使用されるＮＱＲ装置のブロック図である。
【図１】
0003652682.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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