JP2000037366A - 超電導磁石装置 - Google Patents
超電導磁石装置Info
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- JP2000037366A JP2000037366A JP10207664A JP20766498A JP2000037366A JP 2000037366 A JP2000037366 A JP 2000037366A JP 10207664 A JP10207664 A JP 10207664A JP 20766498 A JP20766498 A JP 20766498A JP 2000037366 A JP2000037366 A JP 2000037366A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被測定物の温度変化や測定用室温空間の温度
変化による磁場補正用磁性体シムへの影響をなくし、高
均一磁場を変動することなく安定性良く発生することが
できる超電導磁石装置を得る。 【解決手段】 測定空間に配された被測定物Ｓに印加す
る主磁場を発生する円筒状の超電導磁石７と、超電導磁
石７を囲繞して保冷するクライオスタット１と、超電導
磁石７に対して測定空間側に配置され、前記主磁場の不
均一を補正する磁場補正用の磁性体シム８’とを備えた
超電導磁石装置において、前記磁性体シム８’はクライ
オスタット１の内部に配置されている。
変化による磁場補正用磁性体シムへの影響をなくし、高
均一磁場を変動することなく安定性良く発生することが
できる超電導磁石装置を得る。 【解決手段】 測定空間に配された被測定物Ｓに印加す
る主磁場を発生する円筒状の超電導磁石７と、超電導磁
石７を囲繞して保冷するクライオスタット１と、超電導
磁石７に対して測定空間側に配置され、前記主磁場の不
均一を補正する磁場補正用の磁性体シム８’とを備えた
超電導磁石装置において、前記磁性体シム８’はクライ
オスタット１の内部に配置されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】ＮＭＲ装置は、人体の断層図
を画像化するＮＭＲ−ＣＴ（核磁気共鳴イメージング装
置）や、有機化合物の結合状態解析装置などのような核
磁気共鳴現象（ＮＭＲ：Nuclear Magnetic Resonance）
を観測・測定する装置である。本発明は、ＮＭＲ装置の
主要構成要素であって、被測定物に印加する静磁場を発
生させる超電導磁石装置に係り、詳しくは、超電導磁石
による主磁場の磁場均一度を調整するための磁性体シム
（磁性体片、シム：shim）を備えた超電導磁石装置の改
良に関するものである。
を画像化するＮＭＲ−ＣＴ（核磁気共鳴イメージング装
置）や、有機化合物の結合状態解析装置などのような核
磁気共鳴現象（ＮＭＲ：Nuclear Magnetic Resonance）
を観測・測定する装置である。本発明は、ＮＭＲ装置の
主要構成要素であって、被測定物に印加する静磁場を発
生させる超電導磁石装置に係り、詳しくは、超電導磁石
による主磁場の磁場均一度を調整するための磁性体シム
（磁性体片、シム：shim）を備えた超電導磁石装置の改
良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＮＭＲ装置用の超電導磁石装置では、測
定空間の磁場均一度が極めて高いこと、つまり磁束密度
が一様で勾配がなく、磁束密度の空間的変化が極めて小
さいことが要求される。そこで、このような磁場の高均
一化を実現するために、設計段階では主磁場を発生する
超電導磁石のコイル形状や電流密度等に工夫が施されて
いる。しかし、設計通りの製作精度が得られ難いこと
や、装置設置場所に存在する例えば鉄筋コンクリート建
屋の鉄筋のような外乱となる強磁性体の影響を受けるこ
となどにより、所望の磁場均一度が得られないことがあ
る。このため、超電導磁石装置は、超電導磁石による主
磁場の不均一を補正し高い磁場均一度を得るための磁場
補正用の磁性体シムを備えている。
定空間の磁場均一度が極めて高いこと、つまり磁束密度
が一様で勾配がなく、磁束密度の空間的変化が極めて小
さいことが要求される。そこで、このような磁場の高均
一化を実現するために、設計段階では主磁場を発生する
超電導磁石のコイル形状や電流密度等に工夫が施されて
いる。しかし、設計通りの製作精度が得られ難いこと
や、装置設置場所に存在する例えば鉄筋コンクリート建
屋の鉄筋のような外乱となる強磁性体の影響を受けるこ
となどにより、所望の磁場均一度が得られないことがあ
る。このため、超電導磁石装置は、超電導磁石による主
磁場の不均一を補正し高い磁場均一度を得るための磁場
補正用の磁性体シムを備えている。
【０００３】図３は従来の超電導磁石装置の構成の一例
を示す断面図である。同図において、２は内部に極低温
媒体である液体ヘリウム３が収容された液体ヘリウム容
器（例えば銅製）であって、本例では立体円環状（中空
円柱状）をなしている。７は被測定物Ｓに印加する主磁
場を発生する本例では円筒状をなす超電導磁石であり、
この超電導磁石７が液体ヘリウム容器２内に該磁石７を
超電導の作動温度まで冷却して運転するための液体ヘリ
ウム３中に浸漬されて配置されている。４は本例では立
体円環状をなし、超電導磁石７を収容した前記液体ヘリ
ウム容器２を囲繞する液体窒素容器（例えばステンレス
鋼製）であり、この液体窒素容器４内の外側円筒状壁寄
りの部位に熱流入防止用の液体窒素５が収容されてい
る。また、６は本例では立体円環状をなし、液体窒素容
器４を囲繞する真空容器（例えばステンレス鋼製）であ
る。この真空容器６と液体窒素容器４との間に形成され
た真空断熱空間、及び、液体窒素容器４と液体ヘリウム
容器２との間に形成された真空断熱空間により、液体ヘ
リウム３に対する室温からの熱放射を防ぐようになされ
ている。
を示す断面図である。同図において、２は内部に極低温
媒体である液体ヘリウム３が収容された液体ヘリウム容
器（例えば銅製）であって、本例では立体円環状（中空
円柱状）をなしている。７は被測定物Ｓに印加する主磁
場を発生する本例では円筒状をなす超電導磁石であり、
この超電導磁石７が液体ヘリウム容器２内に該磁石７を
超電導の作動温度まで冷却して運転するための液体ヘリ
ウム３中に浸漬されて配置されている。４は本例では立
体円環状をなし、超電導磁石７を収容した前記液体ヘリ
ウム容器２を囲繞する液体窒素容器（例えばステンレス
鋼製）であり、この液体窒素容器４内の外側円筒状壁寄
りの部位に熱流入防止用の液体窒素５が収容されてい
る。また、６は本例では立体円環状をなし、液体窒素容
器４を囲繞する真空容器（例えばステンレス鋼製）であ
る。この真空容器６と液体窒素容器４との間に形成され
た真空断熱空間、及び、液体窒素容器４と液体ヘリウム
容器２との間に形成された真空断熱空間により、液体ヘ
リウム３に対する室温からの熱放射を防ぐようになされ
ている。
【０００４】前記の液体ヘリウム容器２、液体窒素容器
４及び真空容器６は、多重構造の立体円環状をなし、超
電導磁石７を囲繞して保冷するクライオスタット（極低
温恒温装置）１を構成しており、本例では超電導磁石７
の軸心線CLを中心として同軸心状に設けられている。超
電導磁石７は磁場の方向が軸心線CLに平行となる磁場を
発生し、本例では、超電導磁石７の内側（軸心線CL側）
に位置する室温の測定空間に被測定物Ｓが配されるよう
になっている。
４及び真空容器６は、多重構造の立体円環状をなし、超
電導磁石７を囲繞して保冷するクライオスタット（極低
温恒温装置）１を構成しており、本例では超電導磁石７
の軸心線CLを中心として同軸心状に設けられている。超
電導磁石７は磁場の方向が軸心線CLに平行となる磁場を
発生し、本例では、超電導磁石７の内側（軸心線CL側）
に位置する室温の測定空間に被測定物Ｓが配されるよう
になっている。
【０００５】そして、複数個の磁性体シム８が、超電導
磁石７に対して測定空間側の位置に、この例では真空容
器６の内側円筒状壁６ａの容器６外部側の面に配置され
ている。これらの磁性体シム８は、超電導磁石７による
主磁場の不均一を補正するためのもので、電磁軟鉄，ニ
ッケル，コバルトなどの磁性体よりなり、一例として電
磁軟鉄では厚み３ｍｍ×幅１０ｍｍ×長さ１０ｍｍ程度
の大きさのもので、エポキシ樹脂などの接着剤によって
貼り付けることで内側円筒状壁６ａに取り付けられてい
る。
磁石７に対して測定空間側の位置に、この例では真空容
器６の内側円筒状壁６ａの容器６外部側の面に配置され
ている。これらの磁性体シム８は、超電導磁石７による
主磁場の不均一を補正するためのもので、電磁軟鉄，ニ
ッケル，コバルトなどの磁性体よりなり、一例として電
磁軟鉄では厚み３ｍｍ×幅１０ｍｍ×長さ１０ｍｍ程度
の大きさのもので、エポキシ樹脂などの接着剤によって
貼り付けることで内側円筒状壁６ａに取り付けられてい
る。
【０００６】なお、これらの構成の概略寸法の一例は、
真空容器６：内径φ６８０ｍｍ×外径φ１４００ｍｍ×
長さ１６００ｍｍ、液体窒素容器４：内径φ７２０ｍｍ
×外径φ１１６０ｍｍ×長さ１４５０ｍｍ、液体ヘリウ
ム容器２：内径φ８００ｍｍ×外径φ１１００ｍｍ×長
さ１３７０ｍｍ、超電導磁石７：内径φ８４０ｍｍ×外
径φ１０００ｍｍ×長さ１３００ｍｍ、である。
真空容器６：内径φ６８０ｍｍ×外径φ１４００ｍｍ×
長さ１６００ｍｍ、液体窒素容器４：内径φ７２０ｍｍ
×外径φ１１６０ｍｍ×長さ１４５０ｍｍ、液体ヘリウ
ム容器２：内径φ８００ｍｍ×外径φ１１００ｍｍ×長
さ１３７０ｍｍ、超電導磁石７：内径φ８４０ｍｍ×外
径φ１０００ｍｍ×長さ１３００ｍｍ、である。
【０００７】このようにして、測定空間に配された被測
定物Ｓに印加する主磁場を発生する超電導磁石７と、こ
の超電導磁石７を囲繞して保冷するクライオスタット１
と、超電導磁石７に対して測定空間側であって、クライ
オスタット１の室温空間面に配置された複数個の磁性体
シム８とを備えたＮＭＲ装置用の超電導磁石装置が構成
されている。
定物Ｓに印加する主磁場を発生する超電導磁石７と、こ
の超電導磁石７を囲繞して保冷するクライオスタット１
と、超電導磁石７に対して測定空間側であって、クライ
オスタット１の室温空間面に配置された複数個の磁性体
シム８とを備えたＮＭＲ装置用の超電導磁石装置が構成
されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ＮＭＲ装置
では、被測定物Ｓ自体の温度を変化させての測定がしば
しば行われる。このため、前述した従来の超電導磁石装
置では、磁場補正用の磁性体シム８を室温空間面に配置
したものであるから、被測定物Ｓの温度変化や、また、
装置設置室の室温変化に伴って磁性体シム８の温度が変
化する。このため、磁性体シム８の磁化特性が前記の温
度変化に起因して変化し、その結果、測定空間での磁場
均一性が乱され、高均一磁場を変動なく安定して保持す
ることが難しかった。
では、被測定物Ｓ自体の温度を変化させての測定がしば
しば行われる。このため、前述した従来の超電導磁石装
置では、磁場補正用の磁性体シム８を室温空間面に配置
したものであるから、被測定物Ｓの温度変化や、また、
装置設置室の室温変化に伴って磁性体シム８の温度が変
化する。このため、磁性体シム８の磁化特性が前記の温
度変化に起因して変化し、その結果、測定空間での磁場
均一性が乱され、高均一磁場を変動なく安定して保持す
ることが難しかった。
【０００９】そこで本発明は、被測定物の温度変化や測
定空間の温度変化による磁場補正用磁性体シムへの影響
をなくし、高均一磁場を変動することなく安定性良く発
生することができる超電導磁石装置を提供することを目
的としている。
定空間の温度変化による磁場補正用磁性体シムへの影響
をなくし、高均一磁場を変動することなく安定性良く発
生することができる超電導磁石装置を提供することを目
的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本願請求項１の発明は、
測定空間に配された被測定物に印加する主磁場を発生す
る超電導磁石と、該超電導磁石を囲繞して保冷するクラ
イオスタットと、前記超電導磁石に対して測定空間側に
配置され、前記主磁場の不均一を補正する磁場補正用の
磁性体シムとを備えた超電導磁石装置において、前記ク
ライオスタットの内部に前記磁性体シムを配置したこと
を特徴とするものである。
測定空間に配された被測定物に印加する主磁場を発生す
る超電導磁石と、該超電導磁石を囲繞して保冷するクラ
イオスタットと、前記超電導磁石に対して測定空間側に
配置され、前記主磁場の不均一を補正する磁場補正用の
磁性体シムとを備えた超電導磁石装置において、前記ク
ライオスタットの内部に前記磁性体シムを配置したこと
を特徴とするものである。
【００１１】請求項２の発明は、前記請求項１記載の超
電導磁石装置において、前記クライオスタットが液体ヘ
リウム容器とこれを囲繞した液体窒素容器とを有してお
り、該液体ヘリウム容器または該液体窒素容器の前記測
定空間側の壁面に、前記磁性体シムを取り付けたことを
特徴とするものである。
電導磁石装置において、前記クライオスタットが液体ヘ
リウム容器とこれを囲繞した液体窒素容器とを有してお
り、該液体ヘリウム容器または該液体窒素容器の前記測
定空間側の壁面に、前記磁性体シムを取り付けたことを
特徴とするものである。
【００１２】本発明による超電導磁石装置では、クライ
オスタットの内部に磁場補正用の磁性体シムを配置する
ようにしたものであるから、被測定物の温度変化や室温
の測定空間の温度変化に影響されることなく磁性体シム
の温度を略一定に保つことができ、よって、磁性体シム
の磁化特性を略一定に保つことができるので、測定空間
に高均一磁場をこれが変動することなく安定性良く発生
することができる。
オスタットの内部に磁場補正用の磁性体シムを配置する
ようにしたものであるから、被測定物の温度変化や室温
の測定空間の温度変化に影響されることなく磁性体シム
の温度を略一定に保つことができ、よって、磁性体シム
の磁化特性を略一定に保つことができるので、測定空間
に高均一磁場をこれが変動することなく安定性良く発生
することができる。
【００１３】本発明による超電導磁石装置では、磁性体
シムをクライオスタット内部に配置したので、磁性体シ
ムの温度は、当然ながら室温よりも低温の状態で略一定
に保持される。例えば、液体ヘリウム容器の測定空間側
に位置する該容器壁の該容器内部側面に磁性体シムを取
り付けたものでは（図２参照）、該磁性体シムの温度は
液体ヘリウム容器の温度と等しくなり、結局、液体ヘリ
ウム温度である４．２Ｋとなる。また、液体窒素容器の
測定空間側に位置する該容器壁の該容器内部側面に磁性
体シムを取り付けたものでは（図１参照）、磁性体シム
の温度は液体窒素容器の温度と等しくなり、結局、液体
窒素温度である７７Ｋとなる。
シムをクライオスタット内部に配置したので、磁性体シ
ムの温度は、当然ながら室温よりも低温の状態で略一定
に保持される。例えば、液体ヘリウム容器の測定空間側
に位置する該容器壁の該容器内部側面に磁性体シムを取
り付けたものでは（図２参照）、該磁性体シムの温度は
液体ヘリウム容器の温度と等しくなり、結局、液体ヘリ
ウム温度である４．２Ｋとなる。また、液体窒素容器の
測定空間側に位置する該容器壁の該容器内部側面に磁性
体シムを取り付けたものでは（図１参照）、磁性体シム
の温度は液体窒素容器の温度と等しくなり、結局、液体
窒素温度である７７Ｋとなる。
【００１４】このようにクライオスタット内の低温域に
磁性体シムを配置すると、後述するように、室温域に配
置した場合に比べて、磁性体シムの飽和磁化Ｉｓの温度
変化に対する変化割合が極めて小さくなり、磁性体シム
の磁化特性を略一定に保つことができるので、高均一磁
場の安定性を高めることができる。
磁性体シムを配置すると、後述するように、室温域に配
置した場合に比べて、磁性体シムの飽和磁化Ｉｓの温度
変化に対する変化割合が極めて小さくなり、磁性体シム
の磁化特性を略一定に保つことができるので、高均一磁
場の安定性を高めることができる。
【００１５】図４は磁性体シムを構成する磁性体（鉄、
ニッケル）の飽和磁化の温度依存性を示したグラフであ
る。同図において、Ｔｃはキュリー温度、Ｔは磁性体の
温度、Ｉs0は絶対零度における飽和磁化、Ｉｓは温度Ｔ
における飽和磁化である。磁性体シムとして用いられる
鉄，コバルト，ニッケルなどの磁性体の飽和磁化は、図
４に示すように、温度の上昇とともに減少し、キュリー
温度Ｔｃでゼロとなる。なお、キュリー温度Ｔｃは、鉄
で１０４０Ｋ、コバルトで１３９５Ｋ、ニッケルで６２
８Ｋである。磁性体の代表である鉄の飽和磁化Ｉｓの温
度変化に対する変化割合は、室温である３００Ｋ（２７
℃）で約７０ｐｐｍ／Ｋ、液体窒素温度である７７Ｋで
約９ｐｐｍ／Ｋ、液体ヘリウム温度である４．２Ｋで
０．１ｐｐｍ／Ｋと、温度低下に伴いその値が急激に小
さくなる。したがって、室温の測定空間より低温の温度
域に磁性体シムを配置することにより、磁性体シムの飽
和磁化Ｉｓの温度変化に対する変化割合が大幅に小さく
なり、これにより高均一磁場の安定性を高めることがで
きる。
ニッケル）の飽和磁化の温度依存性を示したグラフであ
る。同図において、Ｔｃはキュリー温度、Ｔは磁性体の
温度、Ｉs0は絶対零度における飽和磁化、Ｉｓは温度Ｔ
における飽和磁化である。磁性体シムとして用いられる
鉄，コバルト，ニッケルなどの磁性体の飽和磁化は、図
４に示すように、温度の上昇とともに減少し、キュリー
温度Ｔｃでゼロとなる。なお、キュリー温度Ｔｃは、鉄
で１０４０Ｋ、コバルトで１３９５Ｋ、ニッケルで６２
８Ｋである。磁性体の代表である鉄の飽和磁化Ｉｓの温
度変化に対する変化割合は、室温である３００Ｋ（２７
℃）で約７０ｐｐｍ／Ｋ、液体窒素温度である７７Ｋで
約９ｐｐｍ／Ｋ、液体ヘリウム温度である４．２Ｋで
０．１ｐｐｍ／Ｋと、温度低下に伴いその値が急激に小
さくなる。したがって、室温の測定空間より低温の温度
域に磁性体シムを配置することにより、磁性体シムの飽
和磁化Ｉｓの温度変化に対する変化割合が大幅に小さく
なり、これにより高均一磁場の安定性を高めることがで
きる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明の一例による
超電導磁石装置の構成を示す断面図である。この例で
は、磁性体シム８’の配置位置が異なる点以外は、図３
に示した従来の超電導磁石装置と同一構成なので、従来
と同一部分には図３と同一の符号を付して説明を省略
し、異なる点についてのみ説明する。
て図面を参照して説明する。図１は本発明の一例による
超電導磁石装置の構成を示す断面図である。この例で
は、磁性体シム８’の配置位置が異なる点以外は、図３
に示した従来の超電導磁石装置と同一構成なので、従来
と同一部分には図３と同一の符号を付して説明を省略
し、異なる点についてのみ説明する。
【００１７】図１に示すように、本例による超電導磁石
装置では、複数個の磁性体シム８’は、液体窒素容器４
の内側円筒状壁４ａの該容器内部側の面に配置されてい
る。よって、磁性体シム８’の温度は液体窒素容器４の
温度と等しくなり、該容器４の温度は収容している液体
窒素５の温度である７７Ｋとなることから、結局、磁性
体シム８’の温度は７７Ｋで略一定となる。この例の各
磁性体シム８’は、電磁軟鉄からなり、厚み３ｍｍ×幅
１０ｍｍ×長さ１０ｍｍ程度の大きさのもので、エポキ
シ樹脂などの接着剤によって貼り付けることで内側円筒
状壁４ａに取り付けられている。
装置では、複数個の磁性体シム８’は、液体窒素容器４
の内側円筒状壁４ａの該容器内部側の面に配置されてい
る。よって、磁性体シム８’の温度は液体窒素容器４の
温度と等しくなり、該容器４の温度は収容している液体
窒素５の温度である７７Ｋとなることから、結局、磁性
体シム８’の温度は７７Ｋで略一定となる。この例の各
磁性体シム８’は、電磁軟鉄からなり、厚み３ｍｍ×幅
１０ｍｍ×長さ１０ｍｍ程度の大きさのもので、エポキ
シ樹脂などの接着剤によって貼り付けることで内側円筒
状壁４ａに取り付けられている。
【００１８】このような構成になる超電導磁石装置にお
いて、磁性体シム８’を配置することにより、室温測定
空間の中心付近の磁場均一度を０．０１ｐｐｍ／１０ｍ
ｍ球以下となるように補正・調整した。なお、調整前の
磁場均一度は約１００ｐｐｍ／１０ｍｍ球であった（１
００ｐｐｍ／１０ｍｍ球とは、直径１０ｍｍの球空間に
おける磁束密度の変化割合が１００ｐｐｍという意味で
ある）。
いて、磁性体シム８’を配置することにより、室温測定
空間の中心付近の磁場均一度を０．０１ｐｐｍ／１０ｍ
ｍ球以下となるように補正・調整した。なお、調整前の
磁場均一度は約１００ｐｐｍ／１０ｍｍ球であった（１
００ｐｐｍ／１０ｍｍ球とは、直径１０ｍｍの球空間に
おける磁束密度の変化割合が１００ｐｐｍという意味で
ある）。
【００１９】そして比較のため、磁性体シム８’を真空
容器６の室温空間面（内側円筒状壁６ａの容器外部側の
面）に配置した装置では、測定空間中心付近の磁場均一
度の変動は、約０．０１ｐｐｍ／１０ｍｍ球／Ｋであ
り、磁性体シム８’で補正して得られた前記の磁場均一
度０．０１ｐｐｍ／１０ｍｍ球以下と同レベルの値で変
動してしまった。これに対して本例の超電導磁石装置に
よると、磁性体シム８’を液体窒素容器４の内側円筒状
壁４ａの該容器内部側の面に配置し、被測定物Ｓの温度
変化や測定空間の温度変化による磁性体シム８’への影
響をなくし、磁性体シム８’の温度を略一定で、かつ室
温より低温（７７Ｋ）に保つようにすることにより、測
定空間中心付近の磁場均一度の変動は測定されず、高均
一磁場を安定性良く発生することができた。
容器６の室温空間面（内側円筒状壁６ａの容器外部側の
面）に配置した装置では、測定空間中心付近の磁場均一
度の変動は、約０．０１ｐｐｍ／１０ｍｍ球／Ｋであ
り、磁性体シム８’で補正して得られた前記の磁場均一
度０．０１ｐｐｍ／１０ｍｍ球以下と同レベルの値で変
動してしまった。これに対して本例の超電導磁石装置に
よると、磁性体シム８’を液体窒素容器４の内側円筒状
壁４ａの該容器内部側の面に配置し、被測定物Ｓの温度
変化や測定空間の温度変化による磁性体シム８’への影
響をなくし、磁性体シム８’の温度を略一定で、かつ室
温より低温（７７Ｋ）に保つようにすることにより、測
定空間中心付近の磁場均一度の変動は測定されず、高均
一磁場を安定性良く発生することができた。
【００２０】図２は本発明の他の例による超電導磁石装
置の構成を示す断面図である。この例では、磁性体シム
８”の配置位置が異なる点以外は、図３に示した従来の
超電導磁石装置と同一構成なので、従来と同一部分には
図３と同一の符号を付して説明を省略し、異なる点につ
いてのみ説明する。
置の構成を示す断面図である。この例では、磁性体シム
８”の配置位置が異なる点以外は、図３に示した従来の
超電導磁石装置と同一構成なので、従来と同一部分には
図３と同一の符号を付して説明を省略し、異なる点につ
いてのみ説明する。
【００２１】図２に示すように、本例による超電導磁石
装置では、複数個の磁性体シム８”は、液体ヘリウム容
器２の内側円筒状壁２ａの該容器内部側の面に配置され
ている。よって、磁性体シム８”の温度は液体ヘリウム
容器２内に収容されている液体ヘリウム３の温度である
４．２Ｋで、かつ略一定となる。この例の各磁性体シム
８”は、ニッケルからなり、厚み１ｍｍ×幅５ｍｍ×長
さ５ｍｍ程度の大きさのもので、エポキシ樹脂などの接
着剤によって貼り付けることで内側円筒状壁２ａに取り
付けられている。
装置では、複数個の磁性体シム８”は、液体ヘリウム容
器２の内側円筒状壁２ａの該容器内部側の面に配置され
ている。よって、磁性体シム８”の温度は液体ヘリウム
容器２内に収容されている液体ヘリウム３の温度である
４．２Ｋで、かつ略一定となる。この例の各磁性体シム
８”は、ニッケルからなり、厚み１ｍｍ×幅５ｍｍ×長
さ５ｍｍ程度の大きさのもので、エポキシ樹脂などの接
着剤によって貼り付けることで内側円筒状壁２ａに取り
付けられている。
【００２２】そして比較のため、ニッケル製磁性体シム
８”を真空容器６の室温空間面に配置した装置では、測
定空間中心付近の磁場均一度の変動は、約０．０４ｐｐ
ｍ／１０ｍｍ球／Ｋであった。これに対して本例の超電
導磁石装置によると、磁性体シム８”を液体ヘリウム容
器２の内側円筒状壁２ａの容器内部側の面に配置し、被
測定物Ｓの温度変化や測定空間の温度変化による磁性体
シム８”への影響をなくし、磁性体シム８”の温度を略
一定で、かつ室温より低温（４．２Ｋ）に保つようにす
ることにより、測定空間中心付近の磁場均一度の変動は
測定されず、高均一磁場を変動することなく安定性良く
発生することができた。
８”を真空容器６の室温空間面に配置した装置では、測
定空間中心付近の磁場均一度の変動は、約０．０４ｐｐ
ｍ／１０ｍｍ球／Ｋであった。これに対して本例の超電
導磁石装置によると、磁性体シム８”を液体ヘリウム容
器２の内側円筒状壁２ａの容器内部側の面に配置し、被
測定物Ｓの温度変化や測定空間の温度変化による磁性体
シム８”への影響をなくし、磁性体シム８”の温度を略
一定で、かつ室温より低温（４．２Ｋ）に保つようにす
ることにより、測定空間中心付近の磁場均一度の変動は
測定されず、高均一磁場を変動することなく安定性良く
発生することができた。
【００２３】なお、本発明による超電導磁石装置では、
クライオスタットとして、液体ヘリウム容器、液体窒素
容器及び真空容器とにより構成されるものについて前記
実施の形態で例示したが、これに限定されず、例えば、
真空容器と冷凍機とを有するいわゆる無冷媒式のもので
もよく、該無冷媒式クライオスタットの内部に磁性体シ
ムを配置するようにしたものにおいても、測定空間に高
均一磁場を変動することなく安定性良く発生することが
できる。また、本発明による超電導磁石装置に備えられ
る超電導磁石としては、前記実施の形態では単一のもの
を例示したが、これに限定されず、複数個に分離してそ
れらを近接配置した形態のいわゆるオープン型の構造も
のでもよい。
クライオスタットとして、液体ヘリウム容器、液体窒素
容器及び真空容器とにより構成されるものについて前記
実施の形態で例示したが、これに限定されず、例えば、
真空容器と冷凍機とを有するいわゆる無冷媒式のもので
もよく、該無冷媒式クライオスタットの内部に磁性体シ
ムを配置するようにしたものにおいても、測定空間に高
均一磁場を変動することなく安定性良く発生することが
できる。また、本発明による超電導磁石装置に備えられ
る超電導磁石としては、前記実施の形態では単一のもの
を例示したが、これに限定されず、複数個に分離してそ
れらを近接配置した形態のいわゆるオープン型の構造も
のでもよい。
【００２４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明による超電導
磁石装置によると、クライオスタットの内部に磁場補正
用の磁性体シムを配置するようにしたものであるから、
被測定物の温度変化や測定空間の温度変化に影響される
ことなく磁性体シムの温度を略一定に保つことができ、
これにより磁性体シムの磁化特性を略一定に保つことが
できるので、測定空間に高均一磁場を変動することなく
安定性良く発生することができ、ＮＭＲ装置に適用され
ることで、ＮＭＲの良質で安定した観測・測定に寄与す
ることができる。
磁石装置によると、クライオスタットの内部に磁場補正
用の磁性体シムを配置するようにしたものであるから、
被測定物の温度変化や測定空間の温度変化に影響される
ことなく磁性体シムの温度を略一定に保つことができ、
これにより磁性体シムの磁化特性を略一定に保つことが
できるので、測定空間に高均一磁場を変動することなく
安定性良く発生することができ、ＮＭＲ装置に適用され
ることで、ＮＭＲの良質で安定した観測・測定に寄与す
ることができる。
【図１】本発明の一例による超電導磁石装置の構成を示
す断面図である。
す断面図である。
【図２】本発明の他の例による超電導磁石装置の構成を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図３】従来の超電導磁石装置の構成の一例を示す断面
図である。
図である。
【図４】磁性体シムを構成する磁性体（鉄、ニッケル）
の飽和磁化の温度依存性を示したグラフである。
の飽和磁化の温度依存性を示したグラフである。
１…クライオスタット ２…液体ヘリウム容器 ２ａ…
液体ヘリウム容器の内側円筒状壁 ３…液体ヘリウム
４…液体窒素容器 ４ａ…液体窒素容器の内側円筒状壁
５…液体窒素 ６…真空容器 ６ａ…真空容器の内側
円筒状壁 ７…超電導磁石 ８，８’，８”…磁性体シ
ム Ｓ…被測定物
液体ヘリウム容器の内側円筒状壁 ３…液体ヘリウム
４…液体窒素容器 ４ａ…液体窒素容器の内側円筒状壁
５…液体窒素 ６…真空容器 ６ａ…真空容器の内側
円筒状壁 ７…超電導磁石 ８，８’，８”…磁性体シ
ム Ｓ…被測定物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 濱田 衛 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 ジャパンマグネットテクノロジー株式会社 内 Ｆターム(参考） 4C096 AB32 CA02 CA52 CA70
Claims (2)
- 【請求項１】 測定空間に配された被測定物に印加する
主磁場を発生する超電導磁石と、該超電導磁石を囲繞し
て保冷するクライオスタットと、前記超電導磁石に対し
て測定空間側に配置され、前記主磁場の不均一を補正す
る磁場補正用の磁性体シムとを備えた超電導磁石装置に
おいて、前記クライオスタットの内部に前記磁性体シム
を配置したことを特徴とする超電導磁石装置。 - 【請求項２】 前記クライオスタットが液体ヘリウム容
器とこれを囲繞した液体窒素容器とを有しており、該液
体ヘリウム容器または該液体窒素容器の前記測定空間側
の壁面に、前記磁性体シムを取り付けたことを特徴とす
る請求項１記載の超電導磁石装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20766498A JP3737636B2 (ja) | 1998-07-23 | 1998-07-23 | 超電導磁石装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20766498A JP3737636B2 (ja) | 1998-07-23 | 1998-07-23 | 超電導磁石装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000037366A true JP2000037366A (ja) | 2000-02-08 |
| JP3737636B2 JP3737636B2 (ja) | 2006-01-18 |
Family
ID=16543520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20766498A Expired - Lifetime JP3737636B2 (ja) | 1998-07-23 | 1998-07-23 | 超電導磁石装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3737636B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2005118559A (ja) * | 2003-10-10 | 2005-05-12 | General Electric Co <Ge> | 磁性材料、パッシブ・シム及び磁気共鳴イメージング・システム |
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| JP2006305146A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Hitachi Ltd | 磁気共鳴イメージング装置 |
| JP2008029441A (ja) * | 2006-07-27 | 2008-02-14 | Hitachi Ltd | 超伝導磁石装置および磁気共鳴イメージング装置 |
| JP2009297060A (ja) * | 2008-06-10 | 2009-12-24 | Mitsubishi Electric Corp | 超電導電磁石装置 |
| GB2484788A (en) * | 2010-10-21 | 2012-04-25 | Gen Electric | Superconducting magnet for MRI having passive shims located within the cryostat vessel |
| EP3182147A1 (de) * | 2015-12-17 | 2017-06-21 | Bruker BioSpin AG | Leicht zugängliche tiefgekühlte nmr shim-anordnung |
| DE102019209160B3 (de) * | 2019-06-25 | 2020-10-08 | Bruker Switzerland Ag | Kryostatanordnung mit federndem, wärmeleitendem Verbindungselement |
-
1998
- 1998-07-23 JP JP20766498A patent/JP3737636B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2382144B (en) * | 2001-07-11 | 2005-10-26 | Siemens Ag | Improved magnetic resonance tomography appliance |
| GB2382144A (en) * | 2001-07-11 | 2003-05-21 | Siemens Ag | Temperature control of mri shims |
| JP4726458B2 (ja) * | 2003-10-10 | 2011-07-20 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 磁性材料、パッシブ・シム及び磁気共鳴イメージング・システム |
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| JP4700999B2 (ja) * | 2005-04-28 | 2011-06-15 | 株式会社日立製作所 | 磁気共鳴イメージング装置 |
| JP2008029441A (ja) * | 2006-07-27 | 2008-02-14 | Hitachi Ltd | 超伝導磁石装置および磁気共鳴イメージング装置 |
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| US8604793B2 (en) | 2010-10-21 | 2013-12-10 | General Electric Company | Superconducting magnet having cold iron shimming capability |
| GB2484788B (en) * | 2010-10-21 | 2016-06-29 | Gen Electric | Superconducting magnet having cold iron shimming capability |
| EP3182147A1 (de) * | 2015-12-17 | 2017-06-21 | Bruker BioSpin AG | Leicht zugängliche tiefgekühlte nmr shim-anordnung |
| CN106898452A (zh) * | 2015-12-17 | 2017-06-27 | 布鲁克碧奥斯平股份公司 | 可容易地接近的深度冷冻的nmr匀场装置 |
| US9766312B2 (en) | 2015-12-17 | 2017-09-19 | Bruker Biospin Ag | Easily accessible deep-frozen NMR shim arrangement |
| CN106898452B (zh) * | 2015-12-17 | 2019-09-24 | 布鲁克碧奥斯平股份公司 | 可容易地接近的深度冷冻的nmr匀场装置 |
| DE102019209160B3 (de) * | 2019-06-25 | 2020-10-08 | Bruker Switzerland Ag | Kryostatanordnung mit federndem, wärmeleitendem Verbindungselement |
| US11810711B2 (en) | 2019-06-25 | 2023-11-07 | Bruker Switzerland Ag | Cryostat assembly having a resilient, heat-conducting connection element |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3737636B2 (ja) | 2006-01-18 |
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