DE2906019A1

DE2906019A1 - Spektrometer mit supraleitender spule

Info

Publication number: DE2906019A1
Application number: DE2906019A
Authority: DE
Inventors: Jun George Dewey Kneip
Original assignee: Varian Associates Inc
Current assignee: Varian Medical Systems Inc
Priority date: 1978-02-21
Filing date: 1979-02-16
Publication date: 1979-08-30
Also published as: GB2014737A; JPS54126091A; BE874286A; GB2014737B; US4213092A; CH639772A5

Description

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Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft allgemein Spektrometer für die magnetische Kernresonanz, und insbesondere solche Spektrometer mit einer spupraleitenden Spule, die aus einem supraleitenden Draht mit rechteckigem Querschnitt gebildet ist.

Einige früher in Verbindung mit Spektrometern für die gyromagnetische Kernresonanz verwendete supraleitende Spulen haben einen supraleitenden Draht mit kreisförmigem Querschnitt verwendet. Bei einer Konfiguration hatte der Draht Monofil-Form mit einem Kern aus einem supraleitenden Material, beispielsweise Niob-Titan-Legierung, der von einer Lage nicht supraleitendem Metall umgeben war, das eine relativ hohe Leitfähigkeit bei Zimmertemperatur hat, beispielsweise Kupfer. Typischerweise lag der Durchmesser des Drahtes mit kreisförmigen Querschnitt zwischen 0,016 und 0,030 Zoll (0,41 und 0,76 mm). Der supraleitende Monofil-Draht wird typischerweise als Wendel mit mehreren konzentrischen Lagen gewickelt, zwischen denen jeweils eine dünne dielektrische Lage vorgesehen wird, beispielsweise Mylar. Benachbarte Lagen müssen gewöhnlich in entgegengesetzter Längsrichtung gewickelt werden, d. h. sie haben entgegengesetzt gerichtete Steigungen.

Nachdem die erste Lage der Zylinderspule gewickelt worden ist, sind die folgenden Lagen keine wahren Wendeln, weil die runden Drähte dazu neigen, in die Rillen zwischen Windungen der vorher gewickelten Lage zu fallen. Da benachbarte Lagen in entgegengesetzten Richtungen gewickelt werden, folgt jede Windung einer anschließend gewickelten Lage der Steigung der vorher gewickelten Lage und springt dann über eine Windung der unmittelbar vorher gewickelten Lage. Es ergibt sich deshalb eine Ungleichförmigkeit der Steigung der Wicklung zwischen aufeinanderfolgenden Windungen jeder Wendell age, ausgenommen der ersten Lage. Diese Wicklungsungleichförmigkeit bewirkt erhebliche radiale und spiralförmige Gradienten im Magnetfeld, das erzeugt wird, wenn die supraleitende Spule mit einem Strom erregt wird, so daß das Mag-

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netfeld im Inneren der Zylinderspule nicht homogen ist, wo eine zu untersuchende Probe sowie die HF-Anregungs- und Abnahme-Spulen angeordnet sind. 0er spiralenförmige Feldgradient tritt auf wegen der Tendenz des runden Drahtes, der Rille zwischen benachbarten Drähten der vorher gewickelten Lage zu folgen. Der Obersprung zwischen benachbarten Windungen der gleichen Lage ruft einen radialen Feldgradienten hervor. Fühere Versuche, diese Feldgradienten zu korrigieren« waren sehr schwierig und aufwendig und haben sich, wenn sie angewandt wurden, nicht als erfolgreich erwiesen.

Kurzbeschreibung der Erfindung '

Erfindungsgemäß hat eine supraleitende Spule zur Verwendung in der gyromagneti sehen Resonanzspektroskopie eine verbesserte Feldhomogenität ohne einen erheblichen Spiralgradienten mit deutlich herabgesetzten Radialgradienten, indem supraleitender Draht mit rechteckigem Querschnitt verwendet wird.

Der Draht wird aus einem nicht supraleitenden Metall gebildet, das eine relativ hohe Leitfähigkeit bei Raumtemperatur hat, beispielsweise Kupfer. Das nicht supraleitende Metall umgibt supraleitendes Material mit relativ kleiner Querschnittsfläche, so daß ein Magnetfeld, das aus Strom resultiert, der im Supraleiter fließt, eine relativ konstante Position relativ zum Querschnitt des Drahtes hat.

Durch die Verwendung von supraleitendem Draht mit rechteckigem Querschnitt, werden die Probleme des Standes der Technik vermieden, da jede Lage als echter Zylinder mit konstantem Durchmesser gebildet wird, ohne Rillen, in die der Draht der nächsten Lage eingreifen kann. Jede Lagß wird deshalb als wahre Wendel geformt, so daß die jeder Lage assoziierten Wendeln mit einer Längsachse der Spule konzentrisch sind. Unmittelbar benachbarte Lagen haben Wendeln mit entgegengesetzt gerichteten Steigungen und Flächen, die im wesentlichen aneinander stoßen. Die aneinander stoßenden Flächen benachbarter Wendeln haben

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einen Abstand voneinander, der nur djrch eine relativ dünne Lage aus dielektrischem Material definiert ist, beispielsweise Mylar, der einen elektrischen Kurzschluß der Spule zwischen benachbarten

Lagen reduziert, so daß diese in vernünftiger Zeit geladen werden :,

kann. Benachbarte Windungen der gleichen Wendel haben Flächen, j,;

die aneinander stoßen. Diese Flächen können mit einer dielektrischen ?!

Schicht versehen werden, das braucht jedoch nicht notwendig zu sein. f>

Bei einer bevorzugten Ausführungsform unterscheiden sich die Längen l\

benachbarter Flächen des Drahtes, so daß die Lang- und Breitseite H

sich parallel bzw. quer zur Längsachse der ZyIindo»-*pule erstrecken. |;

Diese Konfiguration hat sich als sehr vorteilhaft gezeigt, weil sie |

das Wickeln der einzelnen Wendeln dadurch erleichtert, daß die &

Neigung benachbarter Windungen der gleichen Wendel vermieden wird, J

in die Seite der vorher gewickelten Windung zu sacken. Es ist je- S|

doch darauf hinzuweisen, daß der Ausdruck "rechteckig" nicht auf |

Draht beschränkt, bei dem benachbarte Flächen notwendigerweise unter- *J

schiedliche Länge haben, sondern daß unter "rechteckig" auch Draht y

mit quadratischem Querschnitt zu verstehen ist. Im allgemeinen i^ct V*

jedoch Draht mit quadratischem Querschnitt nicht vorteilhaft, weil es |

schwierig ist, solchen Draht während des Wickeins an einem Verdrillen M

zu hindern. |

Bei einer Ausführungsform hat der supraleitende Draht eine Monofil- |i

Konfiguration mit einem Kern aus dem supraleitenden Material, der [,

von einem Mantel aus dem nicht supraleitenden Metall umgeben ist. ^!i

Tests, die mit einem Draht dieser Konfiguration und Außenabmessungen Vi

von 0,016 χ 0,013 Zoll (0,41 χ 0,33 mm) und einem Kern mit kreis- ^:j fdrmigem Querschnitt mit einem Durchmesser von 0,010 Zoll (0,25 mm) deuten an, j daß der Quergradient des Magnetfeldes beträchtlich reduziert ist,

und daß praktisch keine Spiralgradienten auftreten, und zwar wegen '

des wahren Alternierens der Steigung jeder Lage relativ zur unmittel- .|

bar vorhergehenden Lage. j

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Gemäß einer zweiten Ausführungsform weist der Draht einen äußeren Block aus dem nicht supraleitenden Metall auf. Durch diesen Block erstreckt sich eine Vielzahl von supraleitenden Fasern. Sei einer Ausführungsform hat ein solcher Block Abmessungen vor. 1 mm χ 0,36 mm

und 3.553 Fasern jeweils mit einer Querschnittsp abmessung von etwa 5 Mikron erstrecken sich durch den Block.

Supraleitende Spulen für die magnetische Kernresonanz unter Verwendung von Draht mit rechteckigem Querschnitt, der zu entgegengesetzt gerichteten Wendeln geformt ist, ist bereits entwickelt worden (US-PS 35 59 128), diese bekannten Spulen hatten jedoch nicht homogene Magnetfeideigenschäften. Der Draht bei dieser bekannten Struktur wird als Band aus

Supraleiter gebildet, der an einen nicht supraleitenden Metallstreifen aus einem Material, das hohe Leitfähigkeit bei Raumtemperatur hat, gebondet ist. Der Streifen und das Band haben eine Breite von etwa 1/8 Zoll /3,2 mm). Nur gewisse Fasern längs des relativ breiten Supraleiterbandes können den supraleiteden Strom führen. Die strom- § führenden Fasern haben eine Tendenz, sich an den Kanten des Bandes zu lokalisieren, so daß eine Tendenz für den Strom besteht, in unvorhersehbarer Weise durch unterschiedliche Kanten des Bandes zu fließen.

p Damit hat das Magnetfeld eine ungleichförmige, unvorhersehbare Ver-

teilung Über den Querschnitt des Drahtes, das zu einem inhomogenen Magnetfeld führt. Das steht in Kontrast zur Erfindung, bei der der Supraleiterquerschnitt so klein ist, daß der Supraleitungsstrom eine konstante Position relativ zum Querschnitt hat.

Es wird auch berücksichtigt, daß supraleitende Spulen bisher aus verflochtenen Litzen hergestellt worden sind, die außen rechteckigen Querschnitt fUr Hochleistungsanwendungen hatten. Der supraleitende Draht hatte eine relativ große Querschnittsfläche, wobei jede Seite des Drahtes zwischen 1/16 und 1 Zoll lag (1,6 und 25 mm). Ein Draht mit einer solch großen Querschnittsfläche liefert kein homogenes Magnetfeld, wenn er zu einer wendeiförmigen Spule gewickelt wird,

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und zwar aus ähnlichen Gründen wie sie oben in Verbindung mit dem Band besprochen worden sind.

Zu Hochleistungsanwendungen wurde der Draht mit großer Querschnittsfläche verwendet, um die Induktivität der supraleitenden Spule auf einen relativ niedrigen Wert zu halten. Wenn Draht mit kleiner Querschnittsfläche mit hoher Induktion (wie er erfindungsgemäß Verwendet wird) in Verbindung mit supraleitenden Spulen hoher Leistung verwendet wird, können bescheidene Änderungen des zirkulierenden Stromes zu einem Kollaps des Magnetfeldes führen. Ein solcher Feldkollaps resultiert in einem Wärmeschock für das ganze System. Dieses Problem existiert in supraleitenden Drähten für die magnetische Kernresonanz im allgemeinen nicht, die im allgemeinen kleine Querschnittsflächen haben, um Wicklungsfehler zu reduzieren, und um die Drahtkosten und die Stromstärke zu begrenzen. Supraleitende Spulen, wie sie in Spektrometern für magnetische Kernresonanz verwendet werden, haben relativ niedrige zirkulierende Ströme von 30 bis 50 Ampere, verglichen mit Stromflüssen von wenigstens mehreren hundert Ampere in Anwendungen mit hoher Leistung. Bei supraleitenden Magneten mit hoher Leistung treten auch die Probleme, die mit der Feldhomogenität in Verbindung stehen, gewöhnlich auch nicht auf und Korrekturen für einen Spiralgradienten sind nicht notwendig. Die Gründe zur Verwendung von Drähten mit rechteckigem Querschnitt bei supraleitenden Spulen, wie sie für Leistungsanwendungen benutzt werden, unterscheiden sich also deutlich von den Gründen, aus denen Drähte mit rechteckigem Querschnitten erfindungsgemäß in Verbindung mit Spektrometern für die gyromagnetische Kernresonanz verwendet werden.

Aufgabe der Erfindung ist es also, ein Spektrometer für die magnetische Kernresonanz mit einer verbesserten supraleitenden Spule verfügbar zu machen.

Weiter soll durch die Erfindung ein Spektrometer für die magnetische Kernresonanz mit einer supraleitenden Spule verfügbar gemacht werden, die ein Magnetfeld großer Homogenitäten erzeugt.

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Weiter soll durch die Erfindung eine supraleitende Spule für ein Spektrometer für die magnetische Kernresonanz verfügbar gemacht werden, das relativ niedrige Quergradienten des Magnetfeldes aufweist.

Weiter soll durch die Erfindung eine Supraleitende Spule für die magnetische Kernresonanz verfügbar gemacht werden, die praktisch keine spiralenförmigen Magnetfeldgradienten hat.

Ferner soll durch die Erfindung ein Spektrometer für die gyromagnetische Kernresonanz mit einer supraleitenden Spule verfügbar gemacht werden, bei der benachbarte Lagen als wahre Wendeln gewickeltsind.

Diese und weitere Aufgaben und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung; es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Spektrometer für die magnetische Kernresonanz mit einer supraleitenden Spule nach der Erfindung in Kombination mit Vorrichtungen zur Benutzung des Spektrometers;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines supraleitenden Drahtes nach der Erfindung;

Fig. 3 eine auseinandergezogene Darstellung von zwei benachbarten Lagen einer supraleitenden Spule nach der Erfindung;

Fig. 4 einen Schnitt durch einen Teil einer supraleitenden Spule nach der Erfindung, und

Fig. 5 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform eines supraleitenden Drahtes, der mit dem Spektrometer für die magnetische Kernresonanz verwendet werden kann.

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Fig. 1 zeigt ein repräsentatives Spektrometer für die magnetische Kernresonanz, in dem ein Supraleitungsmagnetsystem verwendet wird. Eine durch gyromagnetische Kernresonanz zu untersuchende Probe 11 ist in einer Phiole 12 angeordnet, die innerhalb eines homogenen Magnetfeldes Hq angeordnet wird, das von einer supraleitenden Spule 13 in ihrem inneren oder Zentral-Kern erzeugt wird. Zwei Senderspulen 14 übergreifen die Phiole 12 im Kern der Spule 13, so daß die Achsen der Spulen 14 im wesentlichen miteinander ausgeflüchtet sind und rechtwinklig zum Feld H« liegen. Die Senderspulen 14 sprechen auf HF-Energie von einem Sender 15 an und legen HF-Energie an die Probe 11. Rechtwinklig zu den Richtungen der Achsen der Spulen 14 und dem Feld H_Q befindet sich die Achse einer Empfangerspule 16, die im Kera der Spule in der Nähe der Phiole 12 positioniert ist, so daß die Spule 16 ein Signal ableitet, das die gyromagnetisehen Resonanzeigenschaften der Probe 11 anzeigt^

Die Empfängerspu'ie 16 liefert ein Eingangssignal, an einen Empfänger

Die supraleitende Spule 13 wird von einer Gleichstromversorgung 18 über Leitungen 19 erregt, die schematisch so dargestellt sind, daß sie sich durch ein Dewar-Gefäß 20 erstrecken,und die so geschaltet sind, daß sie die Spule 13 erregen. Aufgrund des Erregungsstroms von der Stromversorgung 18 erzeugt die Spule 13 ein homogenes magnetisches Gleichfeld Hq relativ hoher Intensität, das sich durch das ganze Volumen der Probe erstreckt. Typischerweise fließt ein Erregungsstrom von 40-50 Ampere in der supraleitenden Spule 13, um ein magnetisches Gleichfeld H_Q in der Größenordnung von 47-70 kG zu erzeugen. Wie in modernen Spektrometern dieser Art unter Verwendung von supraleitenden Spulen üblich ist, wird die Spule 13, nachdem sie einmal durch die Stromversorgung 18 erregt worden ist, von der Stromversorgung abgeschaltet, ausgenommen unter ungewöhnlichen Umständen. Um einer. Sweep durch die Eigenschaften der Probe 11 zu erreichen, liefert der Sender 15 HF-Energie-Impulse an die Spule 14 und diese Impulse werden selektiv von der Probe absorbiert. Die Auffangspule 16 wandelt die Energie, die von der Probe 11 zurückgestrahlt wird, und liefert ein Signalspektrum an den Empfänger 17. Der Empfänger 17 schließt Fouriertransformaticns-Berechnungseinrichtungen ein, die es ermöglichen, daß eine Kurve der gyromagneti cciien Resonanz-

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eigenschaften der Probe 11 abgeleitet und auf einem X-Y-Schreiber ausgegeben wird.

Die Spule 13 wird auf kryogenen Temperaturen des flüssigen Heliums in der Größenordnung von 4,2° K gehalten. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird diese kryogene Temperatur der Spule 13 in einem Dewar-Gefäß 20 mit einer äußeren Aluminiumschale 21 aufgebaut, in eier ein Aluminiumgefäß 22 angeordnet ist, das flüssigen Stickstoff bei etwa 77° K enthält. Unterhalb des Flüssigstickstoff-Behälters 22 befindet sich ein weiterer Behälter 23, der mit flüssigem Helium ■ gefüllt ist. Der Behälter 23 umgibt einen Zylinder 24, in dem die

supraleitende Spule 13 angeordnet ist. Ein evakuierter Raum, typischerweise ein Vakuum von weniger als 10 Torr, existiert zwischen der Wand 24 des Gefäßes 23 und dem Boden 25 des Gefäßes 22 sowie zwischen der Wand 24 und der Seitenwand 26 und dem Boden 27 des Aluminium-

Wärmeschirms 28. Im evakuierten Raum unmittelbar außerhalb des Gefäßes

ι befindet sich ein weiterer Wärmeschirm 29 aus Aluminium. Ein weiterer

evakuierter Raum existiert zwischen dem Deckel 31 und der Seitenwand

' des Gefäßes 22, ebenso wie zwischen Wand 26 und Boden 27 von Schirm

' und dem Inneren der Schale 20. In diesem weiteren evakuierten Raum ist

ein weiterer Wärmeschirm 33 angeordnet. Um zum Minimieren des Wärmestroms vom Äußeren des Dewar-Gefäßes 20 zur supraleitenden Spule beizutragen, sind der Schirm 33, der Deckel 31, der Boden 25 und der Schirm 29 jeweils mit Hülsen 34, 35 und 36 versehen, die alle zu einer Bohrung 37 konzentrisch sind, die sich durch das Innere des , Gefäßes 23 erstreckt. Die Bohrung 37 ist koaxial mit der Hülse 38,

ι die sich zwischen den diametralen Enden des Dewar-Gefäßes erstreckt.

Die Spule 13 ist koaxial mit den Hülen 34 bis 36, so daß sich das ' Magnetfeld Hg ebenfalls in der gleichen Richtung wie die gemeinsame

Längsachse der Hülsen erstreckt.

Erfindungsgemäß liefert die Spule 13 ein sehr homogenes Magnetfeld H_Q über die ganze Probe 11. Das Magnetfeld H« hat praktisch keine Spiral-

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komponenten, d.h. praktisch alle Komponenten des durch die Probe 11 verlaufenden Feldes sind mit der Achse der Spule 13 und der Hülsen 34-36 ausgefluchtet. Darüber hinaus befinden sich praktisch keine Radialkomponenten des Magnetfeldes H_Q in dem Bereich, in dem die Probe 11 angeordnet ist.·

Zu diesem Zweck ist die Spule 13 aus supraleitendem Draht mit rechteckigem Querschnitt gewickelt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 hat der supraleitende Draht eine Monofil-Konfiguration mit einem Kern 41 aus duktilem Niob-Titan-Legierungsdraht mit einem kreisförmigen Querschnitt, umgeben von einem Kupfermantel 42 mit rechteckigem Querschnitt. Auf die Außenfläche des Mantels 42 ist eine dielektrische Oxydlage (nicht dargestellt) geschichtet, die wahrscheinlich in gewissen Situationen weggelassen werden kann. Typischerweise hat die Basis des Rechtecks 42 eine Länge von 0,016" (0,41 mm) und eine Höhe von 0,013" (0,33 mm) und der Kern 41 hat einen Durchmesser von 0,010" (0,25 mm). Der kleine Durchmesser des Kerns 41 sorgt dafür, daß das vom Draht nach Erregung von der Stromversorgung 18 erzeugte Magnetfeld eine konstante Position relativ zum Drahtquerschnitt hat, so daß das Feld nicht merklich quer zum Draht wandert. Es ist darauf hinzuweisen, daß der supraleitende Draht andere Abmessungen haben kann; in einer tatsächlich getesteten Konfiguration hatte der Kern 41 einen Durchmesser von 0,016" (0,41 mm). Der supraleitende Draht hat auch diese relativ kleinen Abmessungen, um die Menge an Supraleiter zu verringern, die für den Kern 41 erforderlich ist, und damit die Kosten. Ein relativ niedriger Erregungsstrom zwischen 30 und 50 Ampere wird von der in Fig. 1 dargestellten Stromversorgung 18 angelegt, ehe das Spektrometer in Betrieb genommen wird.

Der in Fig. 2 dargestellte supraleitende Draht wird zu einer Vielzahl von wendeiförmigen Lagen gewickelt, die jede konzentrisch zur Längsachse der Spule 13 ist, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt. Wie schematisch in der auseinandergozogenen Darstellung der Fig. 3 gezeigt, sind unmittelbar benachbarte wendeiförmige Lagen 43 und 44 so gewickelt, daß

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sie entgegengesetzt gerichtete Steigung haben, d.h. die Wendellage 43 wird nach unten gewickelt, während die Wendellage 44, die der Lage 43 unmittelbar benachbart ist, nach oben gewickelt wird. Zwischen benachbarten Wendellagen befindet sich eine dünne dielektrische Lage 45 aus Mylar (Fig. 4), "das elektrisch benachbarte Lagen voneinander isoliert und die Spuleninduktivität reduziert, wenn die Kerne 41 benachbarter Lagen normal werden, d.h. nicht mehr supraleitend bleiben. Im Supraleitungsbetrieb ist die Impedanz des Kupfermantels 42 relativ zur Impedanz des supraleitenden Kerns 41 so groß, daß das Kupfer als Isolator betrachtet werden kann. Wenn der Kern 41 normal wird, bildet der Kupfermantel 42 einen Nebenschlußweg für den Teil des Kerns, der normalleitend geworden ist; auf diese Weise wird die Möglichkeit verringert, daß die ganze Spule normalleitend wird, wenn nur ein kleines Segment derselben normal leitend wird.

Wegen des rechteckigen Querschnitts des supraleitenden Drahtes sind benachbarte, entgegengesetzt gewickelte Lagen wahre Wendeln mit konstanter Steigung über die ganze Länge. Benachbarte Seiten 46 und 47 von wendeiförmigen Lagen 43 und 44 stoßen im wesentlichen gegeneinander und sind voneinander nur durch den Mantel 45 getrennt. Jede benachbarte Lage hat einen zylindrischen Außenumfang mit praktisch konstantem Radius, im Gegensatz zu dem variablen Radius einer Wendel, die aus Draht mit kreisförmigem Querschnitt gebildet ist, und wegen des konstanten Radius ist das zylindrische Wickeln von benachbarten, wahrhaft wendeiförmigen Lagen erleichtert.

Der supraleitende Draht ist so angeordnet, daß benachbarte, zueinander senkrechte Seiten 48 und 49 so angeordnet sind, daß die lange Seite 48 sich rechtwinklig zur Längsachse der Spule erstreckt und die Schmalseite 49 sich parallel zur Spulenachse erstreckt. Wenn die Flächen 48 und 49 des supraleitenden Drahtes auf diese Weise angeordnet werden, wird die Neigung benachbarter Windungen,beispielsweise der Wendellage 43, zur Seite der vorhergewickelten Windung der Lage 43 zu sacken, im wesentlichen vermieden.

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In Fig. 5 ist eine andere Ausführungsform eines supraleitenden Drahtes dargestellt, der dazu verwendet werden kann, die nacheinander gewickelten wendeiförmigen Lagen nach der Erfindung iu wickeln. Der supraleitende Draht ist als Kupferblock 51 mit rechteckigem Querschnitt geformt, vorzugsweise mit einer Grundfläche von 1 mm und einer Höhe von 0,36 mm. Eine Vielzahl von

Bohrungen mit extrem kleinen Durchmessern erstreckt sich in LSngsrichtung durch den Block 51. Durch jede dieser Bohrungen des Blocks 51 erstreckt sich eine einzelne supraleitende Faser 52 mit einer Querschnittsabmessung von etwa 5 Mikron. In einer bevorzugten Ausführungsform erstrecken sich 3.553 supraleitende Fasern 52 durch den kupferblock 51. Die Erregung der supraleitenden Spule sorgt dafür, daß ein supraleitender Strom in jeder dieser Fasern fließt, um einen konstanten magnetischen Fluß Über alle Segmente des supraleitenden Drahtes zu gewährleisten.

Der Kupferblock 51 ist zu einer Serie von konzentrischen, entgegengesetzt gerichteten Wendellagen gewickelt, die durch eine Mylar-Lage im Abstand voneinander gehalten werden, wie das oben in Verbindung mit Fir 3 und 4 für den Monofil-Supraleiterdraht beschrieben worden ist. Unmittelbar benachbarte Wendeln, die aus Kupferblock 51 gebildet sind, haben also entgegengesetzt gerichtete Steigungen und Flächen, die im wesentlichen aneinanderstoßen und nur durch die Mylar-Lage getrennt sind.Benachbarte Windungen der gleichen Wendel, die durch den Kupferblock 51 gebildet sind, haben Flächen, die gegeneinander anstoßen. Alle Fasern 52, die sich durch einen Kupferblock 51 erstrecken, sind miteinander verbunden und mit dem Draht 19, der mit der Stromversorugng 18 verbunden ist.

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Claims

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Patentansprüche

8 /l.JSpektrometer für die magnetische Kernresonanz, mit einer supra-

^v leitenden Spule zur Erzeugung des HQ-Feldes, dadurch gekennzeichnet, daß die supraleitende Spule aus einem Draht gewickelt ist, der supraleitendes Material mit einem solch kleinen Querschnitt enthält, daß das von durchfließendem Strom erzeugte Magnetfeld eine relativ konstante Position relativ zum Drahtquerschnitt hat, und daß das supraleitende Material im normal!eitenden Material eingebettet ist, das rechteckigen Querschnitt und bei Raumtemperatur gute Leit

fähigkeit hat.

2. Spektrometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breitseite des rechteckigen Querschnitts quer und die Schmalseite parallel zur Spulenachse liegt.

Hj 3. Spektrometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der

?· Draht einen einzigen supraleitenden Kern aufweist.

I 4. Spektrometer nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß

jB die Querschnittsabmessungen des Drahtes 0,016 χ 0,013 Zoll (0,406 χ 0,330 mm)

Ü; betragen.

I S. Spektrometer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

1 daß der Supraleiter eine maximale Querschnittsabmessung von 0,016 Zoll

\ (0,406 mm), insbesondere einen Durchmesser von 0,01 Zoll (0,254 nm) hat.

I 6. Spektrometer nach Arspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine

,, Vielzahl von Fasern aus Supraleiter in einen Block aus normal-

; leitendem Material eingebettet ist.

I 7. Spektrometer nach Anspruch 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die

' Querschnittsabmessungen 1 mm χ 0,36 mm betragen und die Fasern

i 5 Mikron dick sind.

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