JP2001518630A - 磁気遮蔽コンテナ - Google Patents
磁気遮蔽コンテナInfo
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-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、軸（Ｓ）上で並列に対向する位置に配設された磁場均一化磁極片（１０．１、１０．２）と、前記磁極片の周囲に配設された磁気遮蔽ヨーク（２）とを有し、前記磁極片およびヨークが磁気チャンバ（２６）を囲む、磁気遮蔽コンテナ（１）を提供する。前記コンテナはさらに、前記軸を中心として配設され、前記軸から半径方向に離間された磁場源（２．４、２．５）を有し、それによって、前記軸の方向に配向された実質的に均一な磁場ＢOが前記チャンバ内に存在し、前記磁場ＢOに対する前記軸を横切る方向の磁場勾配の比が１．５×１０-3／ｃｍ以下の値である使用可能な容量が前記チャンバ内に存在する。この構造では容量に対する重量の比が非常に低くなるため、本発明によるコンテナは、経済上安価に製造でき、特に分極ガスの搬送に適している。
Description
【０００１】 本発明は、例えば、スピン分極ガスの搬送デバイスとして使用可能な磁気遮蔽
コンテナ、およびコンテナ内で有用な貯蔵セルに関する。
コンテナ、およびコンテナ内で有用な貯蔵セルに関する。
【０００２】 核スピン分極ガス、特に、質量数３のヘリウム同位元素（3Ｈｅ）または質量 数１２９のキセノン同位元素（129Ｘｅ）等の希ガス、およびフッ素、炭素もし くは燐の同位元素19Ｆ、13Ｃもしくは31Ｐを含むガスは、基本的な物理学研究に
おいて多くの実験に必要とされる。医学分野では、このような同位元素は、例え
ば肺の核磁気共鳴画像法での使用が特に考えられる。（例えば、WO 97/37239、W
O 95/27438、バチャートら（Bachert et al.）、Mag Res Med 36: 192-196 (199
6)およびエバートら（Ebert et al.）、The Lancet 347: 1297-1299 (1996)を参
照のこと）。このようなスピン分極ガスを核磁気共鳴画像法において使用する場
合、核スピンＩの分極度Ｐ、または関連する磁気双極子モーメントμIが、磁気 共鳴撮像装置の磁場ＢTにおいて熱平衡のとき通常成し遂げられるものよりも４ から５桁大きいことを前提条件とする。通常の分極度ＰBoltzmannは、磁気双極 子エネルギー−μIＢTおよび平均熱エネルギーｋＴに依存する。
おいて多くの実験に必要とされる。医学分野では、このような同位元素は、例え
ば肺の核磁気共鳴画像法での使用が特に考えられる。（例えば、WO 97/37239、W
O 95/27438、バチャートら（Bachert et al.）、Mag Res Med 36: 192-196 (199
6)およびエバートら（Ebert et al.）、The Lancet 347: 1297-1299 (1996)を参
照のこと）。このようなスピン分極ガスを核磁気共鳴画像法において使用する場
合、核スピンＩの分極度Ｐ、または関連する磁気双極子モーメントμIが、磁気 共鳴撮像装置の磁場ＢTにおいて熱平衡のとき通常成し遂げられるものよりも４ から５桁大きいことを前提条件とする。通常の分極度ＰBoltzmannは、磁気双極 子エネルギー−μIＢTおよび平均熱エネルギーｋＴに依存する。
【０００３】
【数１】
【０００４】 （ここで、ｋ＝ボルツマン定数、およびＴ＝絶対温度）。
【０００５】 ＰBoltzmann＜＜１のとき、ＰBoltzmannは、μIＢT／ｋＴに近似する。
【０００６】 組織の磁気共鳴画像法で用いられる水素同位元素1Ｈでは、ＢT＝１．５Ｔおよ
びＴ＝３００ＫのときＰBoltzmannは５×１０-6にしか到達しないが、ガス磁気 共鳴画像法ではＰ≧１×１０-2（即ち、１％）が必要である。このように非常に
大きいＰが必要とされるのは、主に、組織における水素の濃度と比較してガス原
子の濃度が低いためである。このような分極度を有するガス（通常、過分極ガス
（hyperpolarized gas）と呼ばれる）は、様々な公知の方法、好ましくは光学ポ
ンピングで製造され得る。
びＴ＝３００ＫのときＰBoltzmannは５×１０-6にしか到達しないが、ガス磁気 共鳴画像法ではＰ≧１×１０-2（即ち、１％）が必要である。このように非常に
大きいＰが必要とされるのは、主に、組織における水素の濃度と比較してガス原
子の濃度が低いためである。このような分極度を有するガス（通常、過分極ガス
（hyperpolarized gas）と呼ばれる）は、様々な公知の方法、好ましくは光学ポ
ンピングで製造され得る。
【０００７】 さらに、ガス磁気共鳴画像法では、例えば呼吸量（０．５から１リットル）の
比較的大量のガスが必要である。
比較的大量のガスが必要である。
【０００８】 高い生成速度（例えば、１時間当たり０．５リットル）であって、かつ特に高
い分極度（例えば、＞３０％）は、光励起ガスを圧縮することによって成し遂げ
られ得る。このプロセスは、以下の刊行物に記載されている。本明細書ではこれ
らの内容を参考のために援用する。 −エッカートら（Eckert et al.）、物理研究における核器具および方法（Nucle
ar Instruments and Methods in Physics Research）A 320: 53-65 (1992) −ベッカーら（Becker et al.）、中性子研究（J. Neutron Research）5; 1-10
(1996) −サーコーら（Surkau et al.）、物理研究における核器具および方法（Nuclear
Instruments and Methods in Physics Research) A 384: 444-450 (1997) −ネイルら（Neil et al.）、物理書（Physical Letters）A 201: 337-343 (199
5) しかし、過分極ガスは必ずしも同じ場所で製造および使用されるわけではなの
で、例えば上記の方法を用いて製造された分極ガスを、例えば肺の核磁気共鳴撮
像装置で使用するために消費者のところまで搬送しなければならないという問題
が生じる。
い分極度（例えば、＞３０％）は、光励起ガスを圧縮することによって成し遂げ
られ得る。このプロセスは、以下の刊行物に記載されている。本明細書ではこれ
らの内容を参考のために援用する。 −エッカートら（Eckert et al.）、物理研究における核器具および方法（Nucle
ar Instruments and Methods in Physics Research）A 320: 53-65 (1992) −ベッカーら（Becker et al.）、中性子研究（J. Neutron Research）5; 1-10
(1996) −サーコーら（Surkau et al.）、物理研究における核器具および方法（Nuclear
Instruments and Methods in Physics Research) A 384: 444-450 (1997) −ネイルら（Neil et al.）、物理書（Physical Letters）A 201: 337-343 (199
5) しかし、過分極ガスは必ずしも同じ場所で製造および使用されるわけではなの
で、例えば上記の方法を用いて製造された分極ガスを、例えば肺の核磁気共鳴撮
像装置で使用するために消費者のところまで搬送しなければならないという問題
が生じる。
【０００９】 従来、このようなスピン分極ガスを大量に貯蔵するための充分に均一な保持磁
界を提供する搬送可能な磁気デバイスは得られなかった。さらに、核スピンは、
セル壁上で非常に迅速に減極されるため、分極ガスが必要な分極度を保持して貯
蔵されるのはわずか短期間だけである。
界を提供する搬送可能な磁気デバイスは得られなかった。さらに、核スピンは、
セル壁上で非常に迅速に減極されるため、分極ガスが必要な分極度を保持して貯
蔵されるのはわずか短期間だけである。
【００１０】 本発明が対処する１つの課題は、過分極ガスを充分に大量に貯蔵するための搬
送可能な均一保持磁界を提供することができる磁気デバイスを提供することであ
る。
送可能な均一保持磁界を提供することができる磁気デバイスを提供することであ
る。
【００１１】 従って、本発明の１つの態様によると、軸上に並列に対向する位置に配設され
た磁場均一化磁極片と、前記磁極片の周囲に配置された磁気遮蔽ヨークとを有し
、前記磁極片およびヨークが磁気チャンバを囲む、磁気遮蔽コンテナであって、
さらに、前記軸の周囲に配置され、前記軸から半径方向に離間された磁場源を備
え、それによって、前記軸の方向に配向された実質的に均一な磁場ＢOが前記チ ャンバ内に存在し、磁場ＢOに対する前記軸を横切る方向の磁場勾配の比が１． ５×１０-3／ｃｍ以下の値である使用可能な容量が前記チャンバ内に存在するコ
ンテナを提供する。
た磁場均一化磁極片と、前記磁極片の周囲に配置された磁気遮蔽ヨークとを有し
、前記磁極片およびヨークが磁気チャンバを囲む、磁気遮蔽コンテナであって、
さらに、前記軸の周囲に配置され、前記軸から半径方向に離間された磁場源を備
え、それによって、前記軸の方向に配向された実質的に均一な磁場ＢOが前記チ ャンバ内に存在し、磁場ＢOに対する前記軸を横切る方向の磁場勾配の比が１． ５×１０-3／ｃｍ以下の値である使用可能な容量が前記チャンバ内に存在するコ
ンテナを提供する。
【００１２】 このようなコンテナは、軽量で、簡単な構造を有し、製造が安価で経済的に使
用できるように構築され得る。さらに、このコンテナを用いると、搬送される核
は、外部の漂遊磁場においてもできるだけその配向を保持することが可能である
。即ち、ガスの核スピンの脱配向を防止するために、減極緩和時間をできるだけ
長くすることができるのである。
用できるように構築され得る。さらに、このコンテナを用いると、搬送される核
は、外部の漂遊磁場においてもできるだけその配向を保持することが可能である
。即ち、ガスの核スピンの脱配向を防止するために、減極緩和時間をできるだけ
長くすることができるのである。
【００１３】 スピン分極原子（特に、分極3Ｈｅおよび129Ｘｅ）を含み、搬送するのに適し
た本発明のコンテナは、磁極片として例えばμ−金属または軟鉄などの磁場を均
一化する透磁率の高い磁気的にやわらかい板が設けられるのが好ましく、充分に
均一な磁場が存在する使用可能な容量と全容量との間で非常に大きな比（例えば
、少なくとも１：３０の比）が成し遂げられ得るように構築される。しかし、こ
の比は好ましくは少なくとも１：５、より好ましくは１：３、特に有利なのは１
：２である。１：１．５の比を成し遂げることもできる。ここでは、
た本発明のコンテナは、磁極片として例えばμ−金属または軟鉄などの磁場を均
一化する透磁率の高い磁気的にやわらかい板が設けられるのが好ましく、充分に
均一な磁場が存在する使用可能な容量と全容量との間で非常に大きな比（例えば
、少なくとも１：３０の比）が成し遂げられ得るように構築される。しかし、こ
の比は好ましくは少なくとも１：５、より好ましくは１：３、特に有利なのは１
：２である。１：１．５の比を成し遂げることもできる。ここでは、
【００１４】
【数２】
【００１５】 の値は、磁場ＢOの相対的な横勾配Ｇrの使用可能な容量内での均一性条件として
与えられる。この要件は、勾配依存緩和時間Ｔ1Gから得られ、勾配依存緩和時間
Ｔ1Gは、（本発明が関連する、高圧力で）以下のようにＧrおよびガス圧力ｐと 関連している。
与えられる。この要件は、勾配依存緩和時間Ｔ1Gから得られ、勾配依存緩和時間
Ｔ1Gは、（本発明が関連する、高圧力で）以下のようにＧrおよびガス圧力ｐと 関連している。
【００１６】
【数３】
【００１７】 （シャーラーら（Scherer et al.）Phys Rev 139: 1398 (1965)を参照のこと。 ） 式（３）によると、Ｇr＜１．３×１０-3／ｃｍおよびｐ＝３バールのとき、 勾配依存緩和時間Ｔ1G＞７６ｈが成し遂げられる。
【００１８】 より低い圧力では、Ｔ1G＝ｐ／Ｇr 2×（１．８×１０3ｃｍ2ｂａｒ／ｈ）-1（
バーブ（Barbe）、物理ジャーナル（Journal de Physique）35: 699および937 (
1974)を参照のこと。） 分極ガス貯蔵セルを本発明のコンテナに移している間、Ｇrは、概ね、０．０ ２×１０-3／ｃｍ未満になる。このように、３バールでの3Ｈｅは３０秒当たり ２％の分極を失うだけである。
バーブ（Barbe）、物理ジャーナル（Journal de Physique）35: 699および937 (
1974)を参照のこと。） 分極ガス貯蔵セルを本発明のコンテナに移している間、Ｇrは、概ね、０．０ ２×１０-3／ｃｍ未満になる。このように、３バールでの3Ｈｅは３０秒当たり ２％の分極を失うだけである。
【００１９】 本発明によるコンテナ内では、Ｇrは、好ましくは１．３×１０-3／ｃｍ以下 、より好ましくは７×１０-4／ｃｍ以下である。半径８ｃｍのガス貯蔵セルでは
、１．３×１０-3／ｃｍ以下のＧrは、１２７時間以上のＴ1Gに対応するのに対 して、半径２ｃｍのガス貯蔵セルでは、７×１０-4／ｃｍ以下のＧrは、３５０ 時間以上のＴ1Gに対応する。
、１．３×１０-3／ｃｍ以下のＧrは、１２７時間以上のＴ1Gに対応するのに対 して、半径２ｃｍのガス貯蔵セルでは、７×１０-4／ｃｍ以下のＧrは、３５０ 時間以上のＴ1Gに対応する。
【００２０】 コンテナの内側空間の限界領域における磁場歪曲を補償し、それによって磁場
ＢOの均一性を向上させるために、コンテナは、コンテナの内側空間の限界領域 の磁場歪曲が最小で、コンテナの内側の磁場の均一性が高くなるように配置され
た磁場源を特徴とする。
ＢOの均一性を向上させるために、コンテナは、コンテナの内側空間の限界領域 の磁場歪曲が最小で、コンテナの内側の磁場の均一性が高くなるように配置され
た磁場源を特徴とする。
【００２１】 一旦成し遂げられた核スピンの分極を維持するためには、好ましくは５ｍＴ未
満、より好ましくは１ｍＴ未満、さらに特定すると０．２から０．９ｍＴの範囲
の磁場強度を示す比較的弱い均一な磁場であればよい。このように弱い磁場では
、分極度の連続的な質制御は、測定器具を援用することで達成でき、それにより
特定の信頼性が確保される。このように、１つの好ましい実施形態では、過分極
ガスによって生成される磁場ＢOを決定することができるように、磁場センサ（ 例えば、フェルスター原理に基づいたセンサ）が本発明のコンテナ内に配設され
る。
満、より好ましくは１ｍＴ未満、さらに特定すると０．２から０．９ｍＴの範囲
の磁場強度を示す比較的弱い均一な磁場であればよい。このように弱い磁場では
、分極度の連続的な質制御は、測定器具を援用することで達成でき、それにより
特定の信頼性が確保される。このように、１つの好ましい実施形態では、過分極
ガスによって生成される磁場ＢOを決定することができるように、磁場センサ（ 例えば、フェルスター原理に基づいたセンサ）が本発明のコンテナ内に配設され
る。
【００２２】 強磁性材料を用いた均一性の高い磁場の生成は、以前は、テスラ範囲内での高
い磁場強度に重点がおかれていたが、本発明のコンテナの背後にある概念は、例
えば強磁性材料を用いて、広範囲にわたって均一な弱い磁場を最も効率よくかつ
実用的に実現することに意識的に注目している。
い磁場強度に重点がおかれていたが、本発明のコンテナの背後にある概念は、例
えば強磁性材料を用いて、広範囲にわたって均一な弱い磁場を最も効率よくかつ
実用的に実現することに意識的に注目している。
【００２３】 高度な均一性は、例えば、均一化強磁性素子として、２つの薄い軟鉄板または
より好ましくはμ−金属板を磁極片として用いた場合、弱い磁場の範囲内で成し
遂げることができる。このような磁極片は、透磁率が非常に高く、残留磁気が弱
いため、介在空間内、即ち磁気チャンバ内で非常に均一な磁場を形成する。
より好ましくはμ−金属板を磁極片として用いた場合、弱い磁場の範囲内で成し
遂げることができる。このような磁極片は、透磁率が非常に高く、残留磁気が弱
いため、介在空間内、即ち磁気チャンバ内で非常に均一な磁場を形成する。
【００２４】 特に好ましい実施形態では、これらの磁極片の均一化効果は、磁極片とヨーク
との間に磁気抵抗を導入することによって高められ得る。この種の磁気抵抗に好
ましい材料は、例えば、磁極片とヨークとの間にはめ込まれた、例えばプラスチ
ックの板形状の硬直な非磁性層である。このような板、または重量を抑えるため
に、好ましくは例えば多孔性のハニカム構造が磁極片に接着されると、磁極片の
平坦性が保証され、磁極片を平行にし、磁場ＢOを均一にすることが可能となる 。
との間に磁気抵抗を導入することによって高められ得る。この種の磁気抵抗に好
ましい材料は、例えば、磁極片とヨークとの間にはめ込まれた、例えばプラスチ
ックの板形状の硬直な非磁性層である。このような板、または重量を抑えるため
に、好ましくは例えば多孔性のハニカム構造が磁極片に接着されると、磁極片の
平坦性が保証され、磁極片を平行にし、磁場ＢOを均一にすることが可能となる 。
【００２５】 できるだけ簡単な様式で上記均一性条件を満足し、同時に、大きな貯蔵容量を
提供するためには、本発明のコンテナをポット磁石の形態で設計するのが特に好
ましいことが証明された。この種の磁気装置は、例示する構造形態で、全体の高
さが１０ｃｍから３０ｃｍで直径３０ｃｍから６０ｃｍである閉塞されたポット
から実質的になる。コンテナをポット磁石の形態で設計する特定の利点は、この
円筒形構造の高度な対称性にある。この種のポット磁石における磁場源の特に好
ましい配置として２つの可能性が考えられる。 −ポットの中央または反射面の間隙に、例えば市販の永久磁石板の形態で、磁場
源を配置すること。 −ポットの端板の外面に磁場源を配置すること。
提供するためには、本発明のコンテナをポット磁石の形態で設計するのが特に好
ましいことが証明された。この種の磁気装置は、例示する構造形態で、全体の高
さが１０ｃｍから３０ｃｍで直径３０ｃｍから６０ｃｍである閉塞されたポット
から実質的になる。コンテナをポット磁石の形態で設計する特定の利点は、この
円筒形構造の高度な対称性にある。この種のポット磁石における磁場源の特に好
ましい配置として２つの可能性が考えられる。 −ポットの中央または反射面の間隙に、例えば市販の永久磁石板の形態で、磁場
源を配置すること。 −ポットの端板の外面に磁場源を配置すること。
【００２６】 磁場源をこれら２つの配置（即ち、一方では、中央面に磁場源を配置し、他方
では、ポットの端板の外面に磁場源を配置する）に適切に分割することによって
、ポット磁石内の磁場の境界エラーを補正し、それによって半径方向に広範囲に
わたって均一性条件を満足させることが可能となる。好ましい分割は、磁場源を
ポット磁石の反射面または中央面に配置するときに発生する境界磁場の増加が、
磁場源をポットの端板上に配置するときに発生する境界磁場の低下によって補償
されるようにすることである。
では、ポットの端板の外面に磁場源を配置する）に適切に分割することによって
、ポット磁石内の磁場の境界エラーを補正し、それによって半径方向に広範囲に
わたって均一性条件を満足させることが可能となる。好ましい分割は、磁場源を
ポット磁石の反射面または中央面に配置するときに発生する境界磁場の増加が、
磁場源をポットの端板上に配置するときに発生する境界磁場の低下によって補償
されるようにすることである。
【００２７】 所望に応じて、印加磁場ＢOの均一化を向上させるように本発明のコンテナの ほかの場所に磁場源を配置してもよい。従って、例えば、このような磁場源は、
磁極片に隣接し、磁極片間の途中にある面以外のＢOに直交する他の面に配置さ れ得る。
磁極片に隣接し、磁極片間の途中にある面以外のＢOに直交する他の面に配置さ れ得る。
【００２８】 特に均一な境界磁場はまた、磁気スクリーン、例えば、軟鉄またはμ−金属リ
ングがポットと磁極片の縁との間にはめ込まれる場合でも成し遂げられるので、
外部の漂遊磁場は部分的に短絡される。磁場源がポット磁石の中央面に配置され
る場合、境界磁場の値は、磁石スクリーンのサイズを適切に決定することによっ
てポット磁石の中央の中心磁場の値まで下げられる。
ングがポットと磁極片の縁との間にはめ込まれる場合でも成し遂げられるので、
外部の漂遊磁場は部分的に短絡される。磁場源がポット磁石の中央面に配置され
る場合、境界磁場の値は、磁石スクリーンのサイズを適切に決定することによっ
てポット磁石の中央の中心磁場の値まで下げられる。
【００２９】 有利なことに、特に、本発明による非円柱（例えば、六角柱）のコンテナの場
合、シム（例えば、磁極片上に配置された角シム）は、磁気チャンバ内で磁場の
均一性を向上させるために用いられ得る。有利なことに、チャンバもまた高度な
アジマス対称を有する。
合、シム（例えば、磁極片上に配置された角シム）は、磁気チャンバ内で磁場の
均一性を向上させるために用いられ得る。有利なことに、チャンバもまた高度な
アジマス対称を有する。
【００３０】 磁場源として、２つの好ましい構造形態を用いることができる。第１の構造形
態では、永久磁石、好ましくは、例えば高さ５ｍｍ、直径２０ｍｍの市販のタブ
レットを用いることができる。他の構造形態では、これらの永久磁石の代わりに
、適切な寸法の磁場コイルが用いられる。このような磁場コイルは、所望の磁場
が適切に選択された電流によって調整され得るという利点を有する。しかし、第
２の構造形態の欠点は、コンテナが単に貯蔵デバイスとしてではなく、搬送デバ
イスとして用いられる場合、コンテナにはさらなる電流源が備えられなければな
らないことである。
態では、永久磁石、好ましくは、例えば高さ５ｍｍ、直径２０ｍｍの市販のタブ
レットを用いることができる。他の構造形態では、これらの永久磁石の代わりに
、適切な寸法の磁場コイルが用いられる。このような磁場コイルは、所望の磁場
が適切に選択された電流によって調整され得るという利点を有する。しかし、第
２の構造形態の欠点は、コンテナが単に貯蔵デバイスとしてではなく、搬送デバ
イスとして用いられる場合、コンテナにはさらなる電流源が備えられなければな
らないことである。
【００３１】 コンテナは、１テスラ未満、より好ましくは２テスラ未満の磁場で磁気的に飽
和しない材料（例えば、軟鉄）のヨークを用いて構築されるのが有利である。コ
ンテナの寸法は、好ましくは、（ガス貯蔵セルが配置され得る）使用可能な容量
が少なくとも５０ｍＬ、より好ましくは１００ｍＬ、特に好ましくは２００ｍＬ
から１ｍ3より多く（例えば、２０Ｌまで、より特定的には２００から２０００ ｍＬ）であるのが好ましい。使用される材料は、コンテナの全重量が１ｋｇ／Ｌ
以下、より好ましくは０．２ｋｇ／Ｌ以下、特に好ましくは１／３０ｋｇ／Ｌ以
下の磁気チャンバ容量となるようにすることが可能である。コンテナ内に配設す
ることができる（例えば、貯蔵用または搬送用の）ガス貯蔵セルは、少なくとも
５０ｍＬ、例えば、１００ｍＬから１ｍ3、特に１００ｍＬから２０Ｌ、より特 定的には２００ｍＬから２Ｌの内部容量を有するのが好ましい。このセルには、
ガスの導入および除去を可能にする弁を設けてもよい。あるいは、例えば、シー
ル可能な部分および破断可能な部分（シール後のシール可能部分であり得る）を
備えた使い捨てのセルであってもよい。
和しない材料（例えば、軟鉄）のヨークを用いて構築されるのが有利である。コ
ンテナの寸法は、好ましくは、（ガス貯蔵セルが配置され得る）使用可能な容量
が少なくとも５０ｍＬ、より好ましくは１００ｍＬ、特に好ましくは２００ｍＬ
から１ｍ3より多く（例えば、２０Ｌまで、より特定的には２００から２０００ ｍＬ）であるのが好ましい。使用される材料は、コンテナの全重量が１ｋｇ／Ｌ
以下、より好ましくは０．２ｋｇ／Ｌ以下、特に好ましくは１／３０ｋｇ／Ｌ以
下の磁気チャンバ容量となるようにすることが可能である。コンテナ内に配設す
ることができる（例えば、貯蔵用または搬送用の）ガス貯蔵セルは、少なくとも
５０ｍＬ、例えば、１００ｍＬから１ｍ3、特に１００ｍＬから２０Ｌ、より特 定的には２００ｍＬから２Ｌの内部容量を有するのが好ましい。このセルには、
ガスの導入および除去を可能にする弁を設けてもよい。あるいは、例えば、シー
ル可能な部分および破断可能な部分（シール後のシール可能部分であり得る）を
備えた使い捨てのセルであってもよい。
【００３２】 １つの実施形態では、本発明のコンテナは、内部に高容量の均一性の高い遮蔽
磁場を提供する内部空間を有する磁気デバイスの形態をとり、それによって、磁
気デバイスは、磁極片として均一化μ−金属板を特徴とし、磁気デバイスは、均
一な磁場が存在する磁気デバイスの使用可能な容量と、磁気デバイスの全容量と
の間で１：１．５の比が成し遂げられ、均一性条件であるＧr ≦１．５×１０-3 ／ｃｍ（Ｇrは、相対的な横磁場勾配である）が使用可能な容量内で満足される ことを特徴とする。
磁場を提供する内部空間を有する磁気デバイスの形態をとり、それによって、磁
気デバイスは、磁極片として均一化μ−金属板を特徴とし、磁気デバイスは、均
一な磁場が存在する磁気デバイスの使用可能な容量と、磁気デバイスの全容量と
の間で１：１．５の比が成し遂げられ、均一性条件であるＧr ≦１．５×１０-3 ／ｃｍ（Ｇrは、相対的な横磁場勾配である）が使用可能な容量内で満足される ことを特徴とする。
【００３３】 他の態様によると、本発明はまた、セル壁に囲まれたガス貯蔵空間に核スピン
分極ガスを含むガス貯蔵セルを提供する。壁はコーティングされていない材料で
形成され、ガス貯蔵空間と接触するその表面には常磁性物質が実質的にない。ガ
スは、例えば、3Ｈｅまたは129Ｘｅ、特に3Ｈｅであり得る。実質的に常磁性の 物質を有さないセル壁を用いることによって、分極3Ｈｅは少なくとも２０時間 の壁に関連した減極緩和時間Ｔ1 wを示すことが可能である。壁に関連した減極緩
和時間は５０時間より長いのが特に好ましい。このような長い減極緩和時間は、
常磁性の原子または分子の割合が低い材料をセル壁材料として使用する場合に成
し遂げられ得る。これにより、特に好ましい構造形態では、鉄の濃度が非常に低
い（好ましくは、２０ｐｐｍ未満の）ガラスが用いられ、このガラスはまた、例
えば、アルミナケイ酸塩ガラスのタイプのSupremexガラス（Schott、Mainz、DE によって製造される）といった、ヘリウに対して効率的な拡散バリアを示すよう
にも構成され得る。ヘイルら（Heil et al.）の物理書（Physics Letter）A 201 : 337-343 (1995)に記載されている従来より公知の貯蔵セルと比較すると、壁に
関連した長い減極緩和時間は、壁に複合金属コーティングを施す必要がない本発
明による貯蔵セルを用いて成し遂げられ得る。
分極ガスを含むガス貯蔵セルを提供する。壁はコーティングされていない材料で
形成され、ガス貯蔵空間と接触するその表面には常磁性物質が実質的にない。ガ
スは、例えば、3Ｈｅまたは129Ｘｅ、特に3Ｈｅであり得る。実質的に常磁性の 物質を有さないセル壁を用いることによって、分極3Ｈｅは少なくとも２０時間 の壁に関連した減極緩和時間Ｔ1 wを示すことが可能である。壁に関連した減極緩
和時間は５０時間より長いのが特に好ましい。このような長い減極緩和時間は、
常磁性の原子または分子の割合が低い材料をセル壁材料として使用する場合に成
し遂げられ得る。これにより、特に好ましい構造形態では、鉄の濃度が非常に低
い（好ましくは、２０ｐｐｍ未満の）ガラスが用いられ、このガラスはまた、例
えば、アルミナケイ酸塩ガラスのタイプのSupremexガラス（Schott、Mainz、DE によって製造される）といった、ヘリウに対して効率的な拡散バリアを示すよう
にも構成され得る。ヘイルら（Heil et al.）の物理書（Physics Letter）A 201 : 337-343 (1995)に記載されている従来より公知の貯蔵セルと比較すると、壁に
関連した長い減極緩和時間は、壁に複合金属コーティングを施す必要がない本発
明による貯蔵セルを用いて成し遂げられ得る。
【００３４】 上記のように、本発明のコンテナは、スピン分極ガス、特に、3Ｈｅおよび129 Ｘｅまたは19Ｆ、13Ｃもしくは31Ｐを含むガス、例えば、分極転移によってスピ
ン分極されたガス用の搬送デバイスの形態をとり得る。貯蔵セルが配置されるコ
ンテナの内側空間の領域内では、磁気デバイスの磁場は、非常に均一なため、式
（３）による横磁場勾配による減極緩和時間Ｔ1 gは１２５時間、特に２００時間
、より特定的は３００時間、好ましくは５００時間、特に好ましくは７５０時間
より長くなり、貯蔵セルの壁に対する核分極ガスの衝撃のため、壁に関連した減
極緩和時間Ｔ1 wは５時間、好ましくは２０時間よりも長くなる。
ン分極されたガス用の搬送デバイスの形態をとり得る。貯蔵セルが配置されるコ
ンテナの内側空間の領域内では、磁気デバイスの磁場は、非常に均一なため、式
（３）による横磁場勾配による減極緩和時間Ｔ1 gは１２５時間、特に２００時間
、より特定的は３００時間、好ましくは５００時間、特に好ましくは７５０時間
より長くなり、貯蔵セルの壁に対する核分極ガスの衝撃のため、壁に関連した減
極緩和時間Ｔ1 wは５時間、好ましくは２０時間よりも長くなる。
【００３５】 より好ましくは、貯蔵セルの容量比に対して内部表面によって正規化されたＴ 1 w は、少なくとも１０ｈ／ｃｍである。
【００３６】 しかし、減極損失は、外部漂遊磁場の影響および結果として生じる磁場の不均
一性の影響、または原子と壁との間の衝突により、ガスの搬送中に発生するだけ
でなく、特にガスが搬送コンテナから除去されるときにも発生する。
一性の影響、または原子と壁との間の衝突により、ガスの搬送中に発生するだけ
でなく、特にガスが搬送コンテナから除去されるときにも発生する。
【００３７】 従って、さらに他の態様によると、本発明は、核スピン分極ガスをコンテナ内
のガス貯蔵セルから除去するための方法であって、 （ｉ）軸が外部の実質的に均一な磁場の方向に平行になるように前記コンテナ
を配置し、 （ｉｉ）磁極片の１つを含む部分を除去することによって前記コンテナを開口
し、 （ｉｉｉ）前記軸の方向に前記セルを除去することを含む方法を提供する。
のガス貯蔵セルから除去するための方法であって、 （ｉ）軸が外部の実質的に均一な磁場の方向に平行になるように前記コンテナ
を配置し、 （ｉｉ）磁極片の１つを含む部分を除去することによって前記コンテナを開口
し、 （ｉｉｉ）前記軸の方向に前記セルを除去することを含む方法を提供する。
【００３８】 このような減極損失は、分極ガスの除去がこの方法に従って行われる場合に最
小限に抑えられ得る。
小限に抑えられ得る。
【００３９】 この方法によると、例えば、ポット磁石の形態のコンテナは、その軸および内
部の均一な磁場の配列が外部の充分に均一な磁場と平行になるように設置される
。このような設置は、例えば、Helmholzコイルまたは核磁気共鳴撮像装置の漂遊
磁場を用いて成し遂げられ得る。次に、軸方向に均一な磁場に面するポット磁石
の半分が持ち上げられて除去される。次に、残りの半分は、例えば、μ−金属で
形成されている磁極片の磁気等電位面を通してガスセルの領域に充分な磁場均一
性を保証する。分極ガスで満たされた貯蔵セルは、数秒以内で軸方向に磁石から
除去され得る。
部の均一な磁場の配列が外部の充分に均一な磁場と平行になるように設置される
。このような設置は、例えば、Helmholzコイルまたは核磁気共鳴撮像装置の漂遊
磁場を用いて成し遂げられ得る。次に、軸方向に均一な磁場に面するポット磁石
の半分が持ち上げられて除去される。次に、残りの半分は、例えば、μ−金属で
形成されている磁極片の磁気等電位面を通してガスセルの領域に充分な磁場均一
性を保証する。分極ガスで満たされた貯蔵セルは、数秒以内で軸方向に磁石から
除去され得る。
【００４０】 本発明の実施形態について、本発明を限定しない例により添付の図面を参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
【００４１】 図１を参照する。図１は、本発明によるコンテナ１の外部斜視図である。この
場合、コンテナ１は、上部セクション１．１および下部セクション１．２を備え
た２部品の円筒形ポット磁石として設計されている。図１はまた、ポット磁石の
回転対称軸Ｓおよび外部磁場（例えば、地球の磁場）の磁場線も示す。ポット磁
石の内部に侵入しないが、好ましくは軟鉄材料で形成されたヨーク２のわずかな
磁気抵抗のために内部空間の周りで伝導される外部磁場または漂遊磁場
場合、コンテナ１は、上部セクション１．１および下部セクション１．２を備え
た２部品の円筒形ポット磁石として設計されている。図１はまた、ポット磁石の
回転対称軸Ｓおよび外部磁場（例えば、地球の磁場）の磁場線も示す。ポット磁
石の内部に侵入しないが、好ましくは軟鉄材料で形成されたヨーク２のわずかな
磁気抵抗のために内部空間の周りで伝導される外部磁場または漂遊磁場
【００４２】
【数４】
【００４３】 の経路が特に明確に図示されている。漂遊磁場ＢS IIは、ヨークの端板に対して 垂直であり、ヨーク２内に配置されたμ−軟鉄磁極片によって均一化されている
。
。
【００４４】 図２は、図１に示すスピン分極ガス（特に3Ｈｅ、129Ｘｅ）用のコンテナの軸
断面図である。この図は、本発明によるコンテナ、および非常に長い壁減極緩和
時間を特徴とする、コンテナ内に配置されたスピン分極ガス用の貯蔵セルを示す
。
断面図である。この図は、本発明によるコンテナ、および非常に長い壁減極緩和
時間を特徴とする、コンテナ内に配置されたスピン分極ガス用の貯蔵セルを示す
。
【００４５】 ポット磁石１は、磁束を戻し、外部磁場を遮断するための好ましくは軟鉄で形
成された円筒形ヨーク２を備える。円筒形ヨーク２自体は、中央セクション２．
１を形成する２つのヨーク端板を特徴とする。図示する構造形態では、ヨーク端
板２．１は、２つの円形ディスク２．１．１および２．１．２の形状を有する。
ヨークの周縁部には閉塞された囲みシート２．２および２．３が配置され、ヨー
クジャケットを形成している。これらのシートは、図２の左半分および右半分に
示される２つの構造形態で異なっている。囲みシート２．２および２．３は、上
部ディスク２．１．１および下部ディスク２．１．２の両ディスク上に配置され
、ポット磁石の上部セクションおよび下部セクションとなり、左側に示される第
１の構造形態では、磁気デバイスの中央面において接触し、角をなして突出した
周囲フランジ２．２．１を形成している。右側に示される第２の構造形態では、
周囲フランジ２．３．１は、磁場源（例えば、永久磁石）を保持するための開口
部がポット磁石１の中央面４に形成されるように離間されている。磁場源（例え
ば、永久磁石）をポット磁石の上部周囲フランジと下部周囲フランジとの間に配
置することによって生成される磁場線は、参照符号６によって示される。左側に
示される第１の構造形態では、ヨークジャケット２．２の２つの半体の高さは、
ヨーク端板２．１．１と２．１．２との間の距離を上回っている。ジャケットと
端板との間の間隙内の外面２．５に磁場源を配置することが可能である。このよ
うな配置の結果得られる境界領域の磁場線は、参照符号８によって示される。
成された円筒形ヨーク２を備える。円筒形ヨーク２自体は、中央セクション２．
１を形成する２つのヨーク端板を特徴とする。図示する構造形態では、ヨーク端
板２．１は、２つの円形ディスク２．１．１および２．１．２の形状を有する。
ヨークの周縁部には閉塞された囲みシート２．２および２．３が配置され、ヨー
クジャケットを形成している。これらのシートは、図２の左半分および右半分に
示される２つの構造形態で異なっている。囲みシート２．２および２．３は、上
部ディスク２．１．１および下部ディスク２．１．２の両ディスク上に配置され
、ポット磁石の上部セクションおよび下部セクションとなり、左側に示される第
１の構造形態では、磁気デバイスの中央面において接触し、角をなして突出した
周囲フランジ２．２．１を形成している。右側に示される第２の構造形態では、
周囲フランジ２．３．１は、磁場源（例えば、永久磁石）を保持するための開口
部がポット磁石１の中央面４に形成されるように離間されている。磁場源（例え
ば、永久磁石）をポット磁石の上部周囲フランジと下部周囲フランジとの間に配
置することによって生成される磁場線は、参照符号６によって示される。左側に
示される第１の構造形態では、ヨークジャケット２．２の２つの半体の高さは、
ヨーク端板２．１．１と２．１．２との間の距離を上回っている。ジャケットと
端板との間の間隙内の外面２．５に磁場源を配置することが可能である。このよ
うな配置の結果得られる境界領域の磁場線は、参照符号８によって示される。
【００４６】 ２つの対向する磁極片１０．１および１０．２によって、ポット磁石の内部に
均一な磁場が得られる。この例では、磁極片は、実質的にμ−金属板を均一化す
るものとして設計されている。μ−金属は、外部漂遊磁場ＢS IIに対して非常に 高い均一力を備えた材料で、非常に低い残留磁気を特徴とする。
均一な磁場が得られる。この例では、磁極片は、実質的にμ−金属板を均一化す
るものとして設計されている。μ−金属は、外部漂遊磁場ＢS IIに対して非常に 高い均一力を備えた材料で、非常に低い残留磁気を特徴とする。
【００４７】 この例では、以下の磁気特性を有するVacuumschmelze, P.O. Box 2253,63412
Hanauによって製造されるμ−金属Ａが用いられる。 静電保磁力： ＨC ≦３０ｍＡ／ｃｍ 透 磁 率： μ(4) ≧３０，０００ 最大透磁率： μ(max) ≧７０，０００ 飽和インダクタンス： Ｂ2 ≧０．６５Ｔ （この材料のみが本発明で用いられ得ると解釈してはならない）。スペーサ素
子またはスペーサリング（例えば、全部で３つ（またはそれ以上）のスペーサ１
２（図２はそのうちの１つだけを示す））を設けることによって、磁極片間の距
離および磁極片の平行な配向が磁極片全体にわたって確保され得る。
Hanauによって製造されるμ−金属Ａが用いられる。 静電保磁力： ＨC ≦３０ｍＡ／ｃｍ 透 磁 率： μ(4) ≧３０，０００ 最大透磁率： μ(max) ≧７０，０００ 飽和インダクタンス： Ｂ2 ≧０．６５Ｔ （この材料のみが本発明で用いられ得ると解釈してはならない）。スペーサ素
子またはスペーサリング（例えば、全部で３つ（またはそれ以上）のスペーサ１
２（図２はそのうちの１つだけを示す））を設けることによって、磁極片間の距
離および磁極片の平行な配向が磁極片全体にわたって確保され得る。
【００４８】 この結果得られるμ−金属で形成された磁極片１０．１と１０．２との間の均
一な磁場は、図２において参照符号１４で示される。図１より理解できるように
、外部磁場から独立した特に均一な磁場は、μ−金属の均一化力によってポット
磁石内で成し遂げられる。一方、限界領域では、磁場源の配置によって異なる磁
場パターン６または８が発生する。ポット磁石１の右側限界領域について図示さ
れるように、磁場源が中央面４のみに配置されている場合、磁束のかなりの部分
は、磁気抵抗が低いためジャケットから逃げ、縁部から作用して磁極片間の磁場
に干渉し、増幅効果を及ぼす。このため、磁場の強度は縁部に向かってかなり増
加し、その結果、２つの磁極片が比較的短い距離だけ離れていても所望の均一性
は得られない。磁石の左側半分について図２に示されるように、永久磁石がポッ
トの端板上の外面に配置されている場合、磁場線８で示されるように、磁極片１
０．１と１０．２との間でかなりの磁場の限界低下が観察される。これは、磁極
片までに直に達するジャケットが境界磁場を引きつけ、弱めるためである。
一な磁場は、図２において参照符号１４で示される。図１より理解できるように
、外部磁場から独立した特に均一な磁場は、μ−金属の均一化力によってポット
磁石内で成し遂げられる。一方、限界領域では、磁場源の配置によって異なる磁
場パターン６または８が発生する。ポット磁石１の右側限界領域について図示さ
れるように、磁場源が中央面４のみに配置されている場合、磁束のかなりの部分
は、磁気抵抗が低いためジャケットから逃げ、縁部から作用して磁極片間の磁場
に干渉し、増幅効果を及ぼす。このため、磁場の強度は縁部に向かってかなり増
加し、その結果、２つの磁極片が比較的短い距離だけ離れていても所望の均一性
は得られない。磁石の左側半分について図２に示されるように、永久磁石がポッ
トの端板上の外面に配置されている場合、磁場線８で示されるように、磁極片１
０．１と１０．２との間でかなりの磁場の限界低下が観察される。これは、磁極
片までに直に達するジャケットが境界磁場を引きつけ、弱めるためである。
【００４９】 磁極片１０．１および１０．２として用いられるμ−金属板の非常に高い透磁
率のために干渉空間に生成された非常に均一な磁場１４は、磁極片１０．１とヨ
ーク２．１．１との間、および磁極片１０．２とヨーク２．１．２との間に磁気
抵抗１６を導入することによってさらに高められ得る。硬直な非磁性板、例えば
、プラスチック板１６、または重量を減らすために、好ましくはハニカム構造が
、好ましくはこの目的で用いられる。板１６は、磁極片１０．１および１０．２
に接着され、磁極片１０．１および１０．２の平坦性を確保することができる。
率のために干渉空間に生成された非常に均一な磁場１４は、磁極片１０．１とヨ
ーク２．１．１との間、および磁極片１０．２とヨーク２．１．２との間に磁気
抵抗１６を導入することによってさらに高められ得る。硬直な非磁性板、例えば
、プラスチック板１６、または重量を減らすために、好ましくはハニカム構造が
、好ましくはこの目的で用いられる。板１６は、磁極片１０．１および１０．２
に接着され、磁極片１０．１および１０．２の平坦性を確保することができる。
【００５０】 分極ガスを保持するための貯蔵セル２０は、磁極片１０．１と１０．２との間
のポット磁石１の中央セクションに配置されている。コンテナ２０は、好ましく
は、鉄を含まないガラスで製造され、例えば２０ｐｐｍ未満の鉄濃度を有し、ヘ
リウムに対して効率的な拡散バリアを形成するようにも設計され得る。この方法
によると、７０時間を超える壁に関連する緩和時間が成し遂げられる。貯蔵セル
２０は、使用前にポンプで排出され、例えば高真空技術で通常行われているよう
に、残留水層が失われるまで加熱される。この方法は本発明では有利であるが、
決して必要というわけではない。貯蔵セルは、例えば、ガラスの止め栓２２でシ
ールされ、ガラスフランジ２４を介して分極ガス用の充填ユニットに接続されて
いる。
のポット磁石１の中央セクションに配置されている。コンテナ２０は、好ましく
は、鉄を含まないガラスで製造され、例えば２０ｐｐｍ未満の鉄濃度を有し、ヘ
リウムに対して効率的な拡散バリアを形成するようにも設計され得る。この方法
によると、７０時間を超える壁に関連する緩和時間が成し遂げられる。貯蔵セル
２０は、使用前にポンプで排出され、例えば高真空技術で通常行われているよう
に、残留水層が失われるまで加熱される。この方法は本発明では有利であるが、
決して必要というわけではない。貯蔵セルは、例えば、ガラスの止め栓２２でシ
ールされ、ガラスフランジ２４を介して分極ガス用の充填ユニットに接続されて
いる。
【００５１】 さらに、分極度を決定するために、高周波数コイル３０（貯蔵セル２０を時変
磁場に曝すために用いることができる）および検出デバイス（例えば、磁場セン
サ）３２は、センサおよび貯蔵セルを互いに移動させる手段と共に取り付けられ
得る。しかし、これらのさらなる取り付け具は選択可能であり、本発明による搬
送デバイスに対して決して重要というわけではない。
磁場に曝すために用いることができる）および検出デバイス（例えば、磁場セン
サ）３２は、センサおよび貯蔵セルを互いに移動させる手段と共に取り付けられ
得る。しかし、これらのさらなる取り付け具は選択可能であり、本発明による搬
送デバイスに対して決して重要というわけではない。
【００５２】 さらに、コンテナは、所望に応じて、ガス貯蔵セルの内容物を冷却するための
冷却手段を備えていてもよい。
冷却手段を備えていてもよい。
【００５３】 本発明の決定的な特徴は、非常に大きな容量にわたって均一な磁場がコンテナ
内に形成されるので、使用可能な高容量が磁気デバイスの全容量に対して成し遂
げられ、それによって磁気デバイス内部の均一な磁場は、実質的に外部磁場によ
って干渉されないことである。一方では、使用され得るＢO ＜１ｍＴの低い磁場
強度によって、薄い軟鉄シートを用いた、非常に軽いヨークおよび磁極片の構築
が可能になる。他方では、磁極片は特に低い残留磁気を示すのが望ましいので、
これらの磁極片は、均一性要件（２）を満たすようにμ−金属で形成されるのが
好ましい。
内に形成されるので、使用可能な高容量が磁気デバイスの全容量に対して成し遂
げられ、それによって磁気デバイス内部の均一な磁場は、実質的に外部磁場によ
って干渉されないことである。一方では、使用され得るＢO ＜１ｍＴの低い磁場
強度によって、薄い軟鉄シートを用いた、非常に軽いヨークおよび磁極片の構築
が可能になる。他方では、磁極片は特に低い残留磁気を示すのが望ましいので、
これらの磁極片は、均一性要件（２）を満たすようにμ−金属で形成されるのが
好ましい。
【００５４】 分極度を決定することが可能である点は、磁石の内部の均一な保持磁界が１．
０ｍＴ未満の磁場強度を有する弱い磁場である場合に有利である。なぜなら、ナ
ノからミクロテスラ範囲にあるガスのスピン分極によって生じる磁場は簡単な検
出デバイス３２を用いて充分な精度で測定でき、これに基づいて分極度が決定さ
れるからである。これは、例えば、配送されたガスの質が医療で応用される前に
テストされなければならない場合に有利である。
０ｍＴ未満の磁場強度を有する弱い磁場である場合に有利である。なぜなら、ナ
ノからミクロテスラ範囲にあるガスのスピン分極によって生じる磁場は簡単な検
出デバイス３２を用いて充分な精度で測定でき、これに基づいて分極度が決定さ
れるからである。これは、例えば、配送されたガスの質が医療で応用される前に
テストされなければならない場合に有利である。
【００５５】 図３は、単独または限界領域内に充分に均一な磁場分布を保証する磁気スクリ
ーンと組み合わせた場合の磁場源の異なる配置によって成し遂げられる限界領域
内の磁場分布を示す。
ーンと組み合わせた場合の磁場源の異なる配置によって成し遂げられる限界領域
内の磁場分布を示す。
【００５６】 図３ａは、永久磁石が間隙２．４内、ならびにポットの端板２．１．１および
２．１．２上の間隙２．５内に設けられている場合の配置を示す。永久磁石２．
４の配置を中央部４の配置と、ポットの端板２．１．１および２．１．２上の配
置とに適切に分割することによって、図示されるように、ポットの端板間の中央
部に永久磁石を配置することによって生じる境界磁場６の強度の増加が、ポット
の端板上に配置された永久磁石の境界磁場８の強度の低下によってうまく補償さ
れる。個々の永久磁石が等しい磁場強度である場合、図面に示されるポットの高
さ−幅の比に対して永久磁石の最適な分布が成し遂げられる。磁石が６：８の比
で分布している場合、１番目の数字は中央面４に配置された磁石の数を示し、２
番目の数字は、ポットの端板上に配置された磁石の数を示す。
２．１．２上の間隙２．５内に設けられている場合の配置を示す。永久磁石２．
４の配置を中央部４の配置と、ポットの端板２．１．１および２．１．２上の配
置とに適切に分割することによって、図示されるように、ポットの端板間の中央
部に永久磁石を配置することによって生じる境界磁場６の強度の増加が、ポット
の端板上に配置された永久磁石の境界磁場８の強度の低下によってうまく補償さ
れる。個々の永久磁石が等しい磁場強度である場合、図面に示されるポットの高
さ−幅の比に対して永久磁石の最適な分布が成し遂げられる。磁石が６：８の比
で分布している場合、１番目の数字は中央面４に配置された磁石の数を示し、２
番目の数字は、ポットの端板上に配置された磁石の数を示す。
【００５７】 図３ｂは、磁気スクリーン４０を用いて中央板４に配置された永久磁石を用い
た境界磁場の可能な均一化を示す。この種の磁気スクリーンは、例えば、ポット
と磁極片の縁部との間に導入され、シート２．２および２．３のように磁極片の
周囲に延在する軟鉄リングによって形成されている。このような軟鉄リングは、
外部漂遊磁場を部分的に短絡させ、適切な寸法で形成されると、境界磁場を中央
磁場の値まで減少させる。
た境界磁場の可能な均一化を示す。この種の磁気スクリーンは、例えば、ポット
と磁極片の縁部との間に導入され、シート２．２および２．３のように磁極片の
周囲に延在する軟鉄リングによって形成されている。このような軟鉄リングは、
外部漂遊磁場を部分的に短絡させ、適切な寸法で形成されると、境界磁場を中央
磁場の値まで減少させる。
【００５８】 図３ｃおよび図３ｄは、図３ａおよび図３ｂに対応する補償手段を示す。この
例では、ポットの中央面４の領域の中心またはポットの端板の近傍に配置された
磁気コイル５０および５２が、永久磁石の代わりに磁場源として用いられる。
例では、ポットの中央面４の領域の中心またはポットの端板の近傍に配置された
磁気コイル５０および５２が、永久磁石の代わりに磁場源として用いられる。
【００５９】 図３ｃは、中央面に配置された磁場源と、ポットの端板の近傍に配置された磁
場源との間の適切な比によって成し遂げられる補償を示し、図３ｄは、磁気スク
リーン４０を用いた補償を示す。
場源との間の適切な比によって成し遂げられる補償を示し、図３ｄは、磁気スク
リーン４０を用いた補償を示す。
【００６０】 本発明の他の構造形態を図４に示す。重量を減らすために、ヨークジャケット
は、二重壁構造で、非常に薄い囲みシート２００．１、２００．２および２０２
．１、２０２．２で構成されている。囲みシート２００．１、２００．２および
２０２．１、２０２．２は、スペーシングリング２０７を用いて互いに固定距離
だけ離れて配置されているため、ポット磁石１の内部の二重遮蔽が成し遂げられ
る。これらは、図１に示される単一壁構造形態よりもかなり薄いが、遮蔽リング
により磁束を通さないようにするという同じ能力を示す。囲みシートは、ねじを
切った接続子２０４または２０６によってポット磁石の上部または下部μ−金属
板と接続されている。磁極片１０．１および１０．２は、円形または多角形（例
えば、断面が六角形）であり得るスペーシング素子またはスペーシングリング２
０５によって離間されている。均一な磁場は、磁極片間の内部２０８に実質的に
形成されている。図３ａのように、ポット磁石の上部セクションと下部セクショ
ンとの間、およびジャケットと端板との間の間隙２．４に嵌合されている永久磁
石２１０は、限界領域における均一な磁場のための源として作用する。
は、二重壁構造で、非常に薄い囲みシート２００．１、２００．２および２０２
．１、２０２．２で構成されている。囲みシート２００．１、２００．２および
２０２．１、２０２．２は、スペーシングリング２０７を用いて互いに固定距離
だけ離れて配置されているため、ポット磁石１の内部の二重遮蔽が成し遂げられ
る。これらは、図１に示される単一壁構造形態よりもかなり薄いが、遮蔽リング
により磁束を通さないようにするという同じ能力を示す。囲みシートは、ねじを
切った接続子２０４または２０６によってポット磁石の上部または下部μ−金属
板と接続されている。磁極片１０．１および１０．２は、円形または多角形（例
えば、断面が六角形）であり得るスペーシング素子またはスペーシングリング２
０５によって離間されている。均一な磁場は、磁極片間の内部２０８に実質的に
形成されている。図３ａのように、ポット磁石の上部セクションと下部セクショ
ンとの間、およびジャケットと端板との間の間隙２．４に嵌合されている永久磁
石２１０は、限界領域における均一な磁場のための源として作用する。
【００６１】 図５ａおよび図５ｂは、本発明によるポット磁石内またはポット磁石上にある
永久磁石の異なる配置について、ポット磁石の反射面４から半径方向ｒに１．５
ｃｍ上方で測定された相対的な半径勾配
永久磁石の異なる配置について、ポット磁石の反射面４から半径方向ｒに１．５
ｃｍ上方で測定された相対的な半径勾配
【００６２】
【数５】
【００６３】 の量の曲線を示す。「ａ」で示される曲線は、永久磁石が図２の右半分に示され
る中央面４の間隙内のみに配置されている場合に形成される曲線を示し、「ｂ」
で示される曲線は、永久磁石が図２の左側に示されるポットの端板上の外面に配
置されている場合に形成される曲線を示す。「ｃ」で示される曲線は、永久磁石
が外面に配置されているときと、図３ａに従って中央面の間隙に配置されている
ときとに分割された場合に生成される半径勾配の曲線を示す。磁石間の比は、曲
線ｃでは６：８（即ち、６個の磁石が中央に配置され、８個の磁石が端板に配置
されている）である。この場合、磁極片間の間隙は１８ｃｍで、磁極片の直径は
４０ｃｍであり、点線の帯４００で示される均一限界は、Ｇr＝１．５×１０-3 （ｒは約１３ｃｍ、より好ましくは１２ｃｍ）を成し遂げる。この限界４００は
、ポット磁石の高さ全体にわたって示されるので、６リットルより多い（例えば
、８リットルより多い）使用可能な搬送容量がポット磁石内で提供され、この場
合、Ｇr ≦１．５×１０-3／ｃｍの均一性条件を満足する。
る中央面４の間隙内のみに配置されている場合に形成される曲線を示し、「ｂ」
で示される曲線は、永久磁石が図２の左側に示されるポットの端板上の外面に配
置されている場合に形成される曲線を示す。「ｃ」で示される曲線は、永久磁石
が外面に配置されているときと、図３ａに従って中央面の間隙に配置されている
ときとに分割された場合に生成される半径勾配の曲線を示す。磁石間の比は、曲
線ｃでは６：８（即ち、６個の磁石が中央に配置され、８個の磁石が端板に配置
されている）である。この場合、磁極片間の間隙は１８ｃｍで、磁極片の直径は
４０ｃｍであり、点線の帯４００で示される均一限界は、Ｇr＝１．５×１０-3 （ｒは約１３ｃｍ、より好ましくは１２ｃｍ）を成し遂げる。この限界４００は
、ポット磁石の高さ全体にわたって示されるので、６リットルより多い（例えば
、８リットルより多い）使用可能な搬送容量がポット磁石内で提供され、この場
合、Ｇr ≦１．５×１０-3／ｃｍの均一性条件を満足する。
【００６４】 図６は、鉄含有量の低いガラスの貯蔵セルにおける3Ｈｅ分極の緩和の測定記 録を示す。貯蔵セルの容量は、３５０ｃｍ3であり、ガス圧力は２．５バールで ある。図６から理解できるように、このようなガラスを用いると７０時間より長
い緩和時間が測定され、それによって勾配依存緩和時間は、この測定条件下で無
視され得る。このような鉄含有量の低いガラスからなる容器をポット磁石の均一
な磁場の領域に導入すると、Ｔ1 g＝７５０時間の勾配依存緩和時間およびＴ1 g＝
７０時間の壁関連緩和時間に基づいて、結果として６４時間の全緩和時間Ｔres ＝（１／Ｔ1 g＋１／Ｔ1 w）-1が成し遂げられる。
い緩和時間が測定され、それによって勾配依存緩和時間は、この測定条件下で無
視され得る。このような鉄含有量の低いガラスからなる容器をポット磁石の均一
な磁場の領域に導入すると、Ｔ1 g＝７５０時間の勾配依存緩和時間およびＴ1 g＝
７０時間の壁関連緩和時間に基づいて、結果として６４時間の全緩和時間Ｔres ＝（１／Ｔ1 g＋１／Ｔ1 w）-1が成し遂げられる。
【００６５】 外部磁場（例えば、核磁気共鳴撮像装置の漂遊磁場ＢTS）の近傍にある本発明
による搬送装置の貯蔵セル２０に貯蔵されたガスを除去するための本発明の方法
は、図７ａおよび図７ｂに示される。貯蔵セルが、大幅な減極を伴わずに例えば
医療に応用するため磁気共鳴撮像装置の磁場ＢTに導入される場合、本発明は、 図７ａに示すように、本発明による搬送デバイスが、その磁場ＢOを外部磁場ＢT S と平行および同じ方向になるように設置されることを提案する。磁極片１０． １を備えた磁気共鳴撮像装置に面した搬送デバイスの上部は、矢印３０２で示さ
れる方向に持ち上げられ除去される。これにより、貯蔵セル２０は自由にアクセ
スできる。ここではポット磁石の形態で設計されている搬送装置は、図７ｂにお
いて開口状態で示される。明確に理解できるように、均一化力は、ポット磁石の
上部セクションが存在しないため減少する。それにもかかわらず、残りの下部磁
極片１０．２は、結果として得られる磁場Ｂresの磁場線がこの磁極片上で垂直 に終端することを確実にする。これにより、貯蔵セル２０の領域において磁場Ｂ res を充分に均一化する、即ち、図面に示すように平行な磁力線を成し遂げるこ とができる。次に、貯蔵セルは、上部セクションが除去されてもまだ非常に均一
な磁場Ｂresにおいて、対称軸の方向に矢印３０４に沿って除去され、このわず かな除去時間にガスの目立った減極は起こらない。
による搬送装置の貯蔵セル２０に貯蔵されたガスを除去するための本発明の方法
は、図７ａおよび図７ｂに示される。貯蔵セルが、大幅な減極を伴わずに例えば
医療に応用するため磁気共鳴撮像装置の磁場ＢTに導入される場合、本発明は、 図７ａに示すように、本発明による搬送デバイスが、その磁場ＢOを外部磁場ＢT S と平行および同じ方向になるように設置されることを提案する。磁極片１０． １を備えた磁気共鳴撮像装置に面した搬送デバイスの上部は、矢印３０２で示さ
れる方向に持ち上げられ除去される。これにより、貯蔵セル２０は自由にアクセ
スできる。ここではポット磁石の形態で設計されている搬送装置は、図７ｂにお
いて開口状態で示される。明確に理解できるように、均一化力は、ポット磁石の
上部セクションが存在しないため減少する。それにもかかわらず、残りの下部磁
極片１０．２は、結果として得られる磁場Ｂresの磁場線がこの磁極片上で垂直 に終端することを確実にする。これにより、貯蔵セル２０の領域において磁場Ｂ res を充分に均一化する、即ち、図面に示すように平行な磁力線を成し遂げるこ とができる。次に、貯蔵セルは、上部セクションが除去されてもまだ非常に均一
な磁場Ｂresにおいて、対称軸の方向に矢印３０４に沿って除去され、このわず かな除去時間にガスの目立った減極は起こらない。
【００６６】 図８を参照する。図８は、円筒形対称ではなく六角柱対称を有する本発明によ
るコンテナの斜視図である。コンテナ１は、六角柱ヨーク２からなり、分離可能
な上部１．１および下部１．２を有する。磁場源、磁極片等が、例えば、必要に
応じて磁場ＢOに対する縁部効果を抑制するためのシムを含む上記の変形例につ いて説明したように配設され得る。
るコンテナの斜視図である。コンテナ１は、六角柱ヨーク２からなり、分離可能
な上部１．１および下部１．２を有する。磁場源、磁極片等が、例えば、必要に
応じて磁場ＢOに対する縁部効果を抑制するためのシムを含む上記の変形例につ いて説明したように配設され得る。
【００６７】 本発明の方法に従って設計された貯蔵セルに含まれるガスは、核磁気共鳴撮像
装置の強い磁場内で除去された後も目的の適用に対して充分な分極度を有する。
装置の強い磁場内で除去された後も目的の適用に対して充分な分極度を有する。
【００６８】 従って、本発明は、特に医療分野で使用される場合に要求されるように、長い
距離および期間にわたってスピン分極ガスの貯蔵および搬送を可能にする装置を
提供する。特に、本発明は、経済的な構築、簡単な設計、最大限の使用可能容量
および非常に低い重量を特徴とするので、外部漂遊磁場に対して信頼のおける遮
蔽が提供される。従って、本発明は、例えば医療分野での3Ｈｅおよび129Ｘｅの
商業上の利用を実現させる手段を初めて提供するものである。
距離および期間にわたってスピン分極ガスの貯蔵および搬送を可能にする装置を
提供する。特に、本発明は、経済的な構築、簡単な設計、最大限の使用可能容量
および非常に低い重量を特徴とするので、外部漂遊磁場に対して信頼のおける遮
蔽が提供される。従って、本発明は、例えば医療分野での3Ｈｅおよび129Ｘｅの
商業上の利用を実現させる手段を初めて提供するものである。
【００６９】 医療における3Ｈｅおよび129Ｘｅの将来可能性のある使用に関しては、特に、
分極3Ｈｅおよび129Ｘｅをヒトの呼吸器系のすばらしい高解像度の３次元核磁気
共鳴画像法において用いることが注目されている。
分極3Ｈｅおよび129Ｘｅをヒトの呼吸器系のすばらしい高解像度の３次元核磁気
共鳴画像法において用いることが注目されている。
【００７０】 この応用に関しては、以下の刊行物を参照されたい。本願ではこれらの刊行物
の開示内容全体を援用するものとする。 −バカートら、医療における磁気共鳴（Magnetic Resonance in Medicine）36:
192-196 (1996)、および −エバートら、THE LANCET 347: 1297-1299 (1996)。
の開示内容全体を援用するものとする。 −バカートら、医療における磁気共鳴（Magnetic Resonance in Medicine）36:
192-196 (1996)、および −エバートら、THE LANCET 347: 1297-1299 (1996)。
【００７１】 さらに、広い領域にわたって均一で、コンパクトで、簡単に搬送でき、コスト
が比較的低い磁界を提供し、特に、核スピンの減極につながり得る外部磁場の遮
断に関してすべての要件を満たす軽量構造のコンパクト磁石が提供される。市販
の小さな永久磁石を使用すると、構築および経済上共に非常に決定的な利点が得
られる。
が比較的低い磁界を提供し、特に、核スピンの減極につながり得る外部磁場の遮
断に関してすべての要件を満たす軽量構造のコンパクト磁石が提供される。市販
の小さな永久磁石を使用すると、構築および経済上共に非常に決定的な利点が得
られる。
【００７２】 さらに、μ−金属は透磁率が非常に高く、残留磁気が低く、この場合、μ−金
属は、磁場の均一化のための非常に薄く、従って軽く、しかも非常に高効率な磁
極片の構築に初めて使用された。
属は、磁場の均一化のための非常に薄く、従って軽く、しかも非常に高効率な磁
極片の構築に初めて使用された。
【００７３】 低磁束のため、同時にポット形状であり、それに関連して半径方向に伝導が可
能なため、外部干渉磁場を充分に遮断する薄い軟鉄シートでできたヨークの使用
が可能になる。
能なため、外部干渉磁場を充分に遮断する薄い軟鉄シートでできたヨークの使用
が可能になる。
【００７４】 本発明では、これは、全容量に対する均一な磁場の容量の比が非常に好ましく
、非常に軽量な磁石が初めて利用可能になることを意味する。
、非常に軽量な磁石が初めて利用可能になることを意味する。
【００７５】 わずかに劣る構造形態では、磁場の質を低下させるが、価格の点でより経済的
な変形を示す磁気軟鉄の磁極片が、μ−金属磁極片の代わりに用いられ得る。ポ
ット磁石内に必要な点で必要な磁束を生成するために、永久磁石の代わりに同じ
機能を果たす磁場コイルを用いることも可能である。
な変形を示す磁気軟鉄の磁極片が、μ−金属磁極片の代わりに用いられ得る。ポ
ット磁石内に必要な点で必要な磁束を生成するために、永久磁石の代わりに同じ
機能を果たす磁場コイルを用いることも可能である。
【００７６】 最後に、本発明によるポットユニットからスピン分極ガスを除去する方法が記
載される。この方法では、分極度はまた、例えば、核磁気共鳴撮像装置の磁場な
どの外部磁場の存在下でも維持される。
載される。この方法では、分極度はまた、例えば、核磁気共鳴撮像装置の磁場な
どの外部磁場の存在下でも維持される。
【図１】 本発明のコンテナの外部斜視図
【図２】 ポット磁石の形態で、内部に配置されたスピン分極ガス用の貯蔵セ
ルを含む本発明によるコンテナの断面図
ルを含む本発明によるコンテナの断面図
【図３】 境界磁場補償のための様々な配置を示す図
【図４】 本発明によるコンテナの他の変形例を示す図
【図５】 磁場源の配置が異なるポット磁石の半径方向Ｒにおける相対的な半
径勾配Ｇrの値を示す曲線（ａ）、その曲線（ａ）を強調するために倍率を変更 した曲線（ｂ）
径勾配Ｇrの値を示す曲線（ａ）、その曲線（ａ）を強調するために倍率を変更 した曲線（ｂ）
【図６】 セルの容量を、例えば、３５０ｃｍ3、ガス圧力を２．５バールと した場合の、鉄の含有量が低いガラスでできた貯蔵セル内の3Ｈｅ分極の緩和を 示す図
【図７】 外部磁場に配置された本発明によるコンテナからの貯蔵セルを除去
する様子を示す図
する様子を示す図
【図８】 非円柱状対称性を有する本発明によるコンテナの他の変形例を示す
図
図
１ 磁気遮蔽コンテナ ２ 磁気遮蔽ヨーク ２．１．１、２．１．２ ヨークの端壁 ２．２ ヨークの側壁 ２．３ ヨークのセクション ２．４ 磁場源 ２．５ 磁場源 １０．１ 磁極片 １０．２ 磁極片 １２ スペーサ １６ 磁気抵抗素子 ２０ ガス貯蔵セル ２６ 磁気チャンバ ３０ 高周波数コイル ３２ 磁場センサ
【手続補正書】
【提出日】平成１２年５月１６日（２０００．５．１６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２２
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】 高い生成速度（例えば、１時間当たり０．５リットル）であって、かつ特に高
い分極度（例えば、＞３０％）は、光励起ガスを圧縮することによって成し遂げ
られ得る。このプロセスは、以下の刊行物に記載されている。本明細書ではこれ
らの内容を参考のために援用する。 −エッカートら（Eckert et al.）、物理研究における核器具および方法（Nucle
ar Instruments and Methods in Physics Research）A 320: 53-65 (1992) −ベッカーら（Becker et al.）、中性子研究（J. Neutron Research）5; 1-10
(1996) −サーコーら（Surkau et al.）、物理研究における核器具および方法（Nuclear
Instruments and Methods in Physics Research) A 384: 444-450 (1997) −ヘイルら（Heil et al.）、物理書（Physical Letters）A 201: 337-343 (199
5)
い分極度（例えば、＞３０％）は、光励起ガスを圧縮することによって成し遂げ
られ得る。このプロセスは、以下の刊行物に記載されている。本明細書ではこれ
らの内容を参考のために援用する。 −エッカートら（Eckert et al.）、物理研究における核器具および方法（Nucle
ar Instruments and Methods in Physics Research）A 320: 53-65 (1992) −ベッカーら（Becker et al.）、中性子研究（J. Neutron Research）5; 1-10
(1996) −サーコーら（Surkau et al.）、物理研究における核器具および方法（Nuclear
Instruments and Methods in Physics Research) A 384: 444-450 (1997) −ヘイルら（Heil et al.）、物理書（Physical Letters）A 201: 337-343 (199
5)
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３１】 コンテナは、１テスラ未満、より好ましくは２テスラ未満の磁場で磁気的に飽
和しない材料（例えば、軟鉄）のヨークを用いて構築されるのが有利である。コ
ンテナの寸法は、好ましくは、（ガス貯蔵セルが配置され得る）使用可能な容量
が少なくとも５０ｍｌ、より好ましくは１００ｍｌ、特に好ましくは２００ｍｌ から１ｌより多く（例えば、２０ｌまで、より特定的には２００から２０００ｍ ｌ ）であるのが好ましい。使用される材料は、コンテナの全重量が１ｋｇ／ｌ以
下、より好ましくは０．２ｋｇ／ｌ以下、特に好ましくは１／３０ｋｇ／ｌ以下
の磁気チャンバ容量となるようにすることが可能である。コンテナ内に配設する
ことができる（例えば、貯蔵用または搬送用の）ガス貯蔵セルは、少なくとも５
０ｍｌ、例えば、１００ｍｌから１ｌ、特に１００ｍｌから２０ｌ、より特定的
には２００ｍｌから２ｌの内部容量を有するのが好ましい。このセルには、ガス
の導入および除去を可能にする弁を設けてもよい。あるいは、例えば、シール可
能な部分および破断可能な部分（シール後のシール可能部分であり得る）を備え
た使い捨てのセルであってもよい。
和しない材料（例えば、軟鉄）のヨークを用いて構築されるのが有利である。コ
ンテナの寸法は、好ましくは、（ガス貯蔵セルが配置され得る）使用可能な容量
が少なくとも５０ｍｌ、より好ましくは１００ｍｌ、特に好ましくは２００ｍｌ から１ｌより多く（例えば、２０ｌまで、より特定的には２００から２０００ｍ ｌ ）であるのが好ましい。使用される材料は、コンテナの全重量が１ｋｇ／ｌ以
下、より好ましくは０．２ｋｇ／ｌ以下、特に好ましくは１／３０ｋｇ／ｌ以下
の磁気チャンバ容量となるようにすることが可能である。コンテナ内に配設する
ことができる（例えば、貯蔵用または搬送用の）ガス貯蔵セルは、少なくとも５
０ｍｌ、例えば、１００ｍｌから１ｌ、特に１００ｍｌから２０ｌ、より特定的
には２００ｍｌから２ｌの内部容量を有するのが好ましい。このセルには、ガス
の導入および除去を可能にする弁を設けてもよい。あるいは、例えば、シール可
能な部分および破断可能な部分（シール後のシール可能部分であり得る）を備え
た使い捨てのセルであってもよい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６４】 図６は、鉄含有量の低いガラスの貯蔵セルにおける3Ｈｅ分極の緩和の測定記 録を示す。貯蔵セルの容量は、３５０ｃｍ3であり、ガス圧力は２．５バールで ある。図６から理解できるように、このようなガラスを用いると７０時間より長
い緩和時間が測定され、それによって勾配依存緩和時間は、この測定条件下で無
視され得る。このような鉄含有量の低いガラスからなる容器をポット磁石の均一
な磁場の領域に導入すると、Ｔ1 g＝７５０時間の勾配依存緩和時間およびＴ1 w ＝
７０時間の壁関連緩和時間に基づいて、結果として６４時間の全緩和時間Ｔres ＝（１／Ｔ1 g＋１／Ｔ1 w）-1が成し遂げられる。
い緩和時間が測定され、それによって勾配依存緩和時間は、この測定条件下で無
視され得る。このような鉄含有量の低いガラスからなる容器をポット磁石の均一
な磁場の領域に導入すると、Ｔ1 g＝７５０時間の勾配依存緩和時間およびＴ1 w ＝
７０時間の壁関連緩和時間に基づいて、結果として６４時間の全緩和時間Ｔres ＝（１／Ｔ1 g＋１／Ｔ1 w）-1が成し遂げられる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，Ｌ Ｕ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ， ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，Ｕ Ｇ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 グロスマン、ティノ ドイツ、デー−55131 マインツ、フライ ハー−フォン−シュタイン−シュトラーセ 28 (72)発明者 ハイル、ヴァーナー フランス、エフ−38760 ヴァルセ−アリ エール エ リゼ、ラ ギローディエール (72)発明者 オッテン、エアンスト−ヴィルヘルム ドイツ、デー−55127 マインツ、カール −オッフ−シュトラーセ 47 (72)発明者 ローエ、ダニエラ ドイツ、デー−56070 コブレンツ、ヨハ ネスシュトラーセ 51 (72)発明者 ズルカウ、ラインハート ドイツ、デー−55128 マインツ、ヴィリ −ヴォルフ シュトラーセ 22 Ｆターム(参考） 4C096 AB36 AB42 FC14
Claims (47)
- 【請求項１】 軸（Ｓ）上に並列に対向する位置に配設された磁場均一化磁極
片（１０．１、１０．２）と、前記磁極片の周囲に配置された磁気遮蔽ヨーク（
２）とを有し、前記磁極片およびヨークが磁気チャンバ（２６）を囲む磁気遮蔽
コンテナ（１）であって、前記軸を中心として配設され、前記軸から半径方向に
離間された磁場源（２．４、２．５）をさらに有し、それによって、前記軸の方
向に配向された実質的に均一な磁場ＢOが前記チャンバ内に存在し、前記磁場ＢO に対する前記軸を横切る方向の磁場勾配の比が１．５×１０-3／ｃｍ以下の値で
ある使用可能な容量が前記チャンバ内に存在するコンテナ。 - 【請求項２】 前記比が７×１０-4／ｃｍ以下の値を有する請求項１に記載の
コンテナ。 - 【請求項３】 前記チャンバ（２６）の容量に対する前記使用可能な容量の比
が１：３０より大きい請求項１および２のいずれか１項に記載のコンテナ。 - 【請求項４】 前記チャンバ（２６）の容量に対する前記使用可能な容量の比
が１：５より大きい請求項１および２のいずれか１項に記載のコンテナ。 - 【請求項５】 前記チャンバ（２６）の容量に対する前記使用可能な容量の比
が１：２より大きい請求項１および２のいずれか１項に記載のコンテナ。 - 【請求項６】 前記使用可能な容量が少なくも５０ｍＬである請求項１から５
のいずれか１項に記載のコンテナ。 - 【請求項７】 前記使用可能な容量が少なくとも１００ｍＬである請求項１か
ら５のいずれか１項に記載のコンテナ。 - 【請求項８】 前記使用可能な容量が少なくとも２００ｍＬから２０００ｍＬ
である請求項１から５のいずれか１項に記載のコンテナ。 - 【請求項９】 前記磁極片（１０．１、１０．２）がμ−金属または軟鉄から
なる、請求項１から８のいずれか１項に記載のコンテナ。 - 【請求項１０】 前記ヨーク（２）が、磁場強度が１テスラ未満のとき磁気的
に飽和にならない材料からなる請求項１から９のいずれか１項に記載のコンテナ
。 - 【請求項１１】 前記ヨーク（２）が、磁場強度が２テスラ未満のとき磁気的
に飽和にならない材料からなる請求項１から９のいずれか１項に記載のコンテナ
。 - 【請求項１２】 前記磁場源（２．５）が、前記磁極片（１０．１、１０．２
）のそれぞれの周囲に配設されている請求項１から１１のいずれか１項に記載の
コンテナ。 - 【請求項１３】 前記磁場源が、前記ヨークの側壁（２．２）と端壁（２．１
．１、２．１．２）との間に配設されている請求項１１に記載のコンテナ。 - 【請求項１４】 前記磁場源（２．４）が、前記磁極片（１０．１、１０．２
）の間の面（４）上で前記軸（Ｓ）の周囲に配設されている請求項１から１１の
いずれか１つに記載のコンテナ。 - 【請求項１５】 前記磁場源（２．４）が前記ヨーク（２）の２つのセクショ
ン（２．３）の間に配設されている請求項１４に記載のコンテナ。 - 【請求項１６】 １つのアレイの磁場源（２．５）が前記磁極片（１０．１、
１０．２）のそれぞれの周辺部のまわりに配設され、他のアレイの磁場源（２．
５）が前記磁極片（１０．１、１０．２）の間の面（４）上の前記軸（Ｓ）を中
心として配設されている請求項１から１１のいずれか１項に記載のコンテナ。 - 【請求項１７】 前記磁場源の前記アレイ（２．４、２．５）が請求項１２お
よび１４に記載されているように配設されている請求項１６に記載のコンテナ。 - 【請求項１８】 前記ヨーク（２）内の前記軸（Ｓ）を中心として配設されて
いる磁気スクリーン（４０）をさらに備えた請求項１から１７のいずれか１項に
記載のコンテナ。 - 【請求項１９】 前記ヨーク（２）内の前記軸（Ｓ）を中心として配設されて
いる少なくとも１つのシムをさらに備えた請求項１から１８のいずれか１項に記
載のコンテナ。 - 【請求項２０】 前記コンテナ（１）の全重量と、前記磁気チャンバ（２６）
の容量との比が１ｋｇ／Ｌ以下である請求項１から１９のいずれか１項に記載の
コンテナ。 - 【請求項２１】 前記コンテナ（１）の全重量と、前記磁気チャンバ（２６）
の容量との比が０．２ｋｇ／Ｌ以下である請求項１から２０のいずれか１項に記
載のコンテナ。 - 【請求項２２】 前記コンテナ（１）の全重量と、前記磁気チャンバ（２６）
の容量との比が１/３０ ｋｇ／Ｌ以下である請求項１から２１のいずれか１項に
記載のコンテナ。 - 【請求項２３】 前記コンテナは、開口可能かつ密封して閉じられる請求項１
から２２のいずれか１項に記載のコンテナ。 - 【請求項２４】 前記磁極片（１０．１、１０．２）が円形で、前記ヨーク（
２）が実質的に円筒形である請求項１から２３のいずれか１項に記載のコンテナ
。 - 【請求項２５】 前記磁極片（１０．１、１０．２）が磁気抵抗素子（１６）
で支持されている請求項１から２４のいずれか１項に記載のコンテナ。 - 【請求項２６】 前記素子（１６）が硬直な多孔性プラスチックからなる請求
項２５に記載のコンテナ。 - 【請求項２７】 前記磁気チャンバ（２６）内の前記使用可能な容量内に配設
されたガス貯蔵セル（２０）をさらに備えた請求項１から２６のいずれか１項に
記載のコンテナ。 - 【請求項２８】 前記セルの少なくとも内壁が常磁性物質を実質的に含まない
材料で形成されている請求項２７に記載のコンテナ。 - 【請求項２９】 前記材料が非常に低い鉄濃度ガラスである請求項２８に記載
のコンテナ。 - 【請求項３０】 前記ガラスが２０ｐｐｍ未満の鉄濃度を有する請求項２９に
記載のコンテナ。 - 【請求項３１】 前記セル（２０）の壁がコーティングされていない請求項２
７から３０のいずれか１項に記載のコンテナ。 - 【請求項３２】 前記貯蔵セル（２０）の壁が鉄イオン含有量の低いガラスか
らなり、前記鉄含有量が充分に低く、核スピン分極3Ｈｅに対する壁に関連した 減極緩和時間Ｔ1 Wと、前記セルの容量対内表面積との比が少なくとも１ｃｍ当た
り１０時間である請求項２７から３１のいずれか１項に記載のコンテナ。 - 【請求項３３】 前記セル（２０）が、ガスの導入および除去を可能にするた
めの弁（２２）を備えている請求項２７から３２のいずれか１項に記載のコンテ
ナ。 - 【請求項３４】 前記セル（２０）が核スピン分極ガスを含む請求項２７から
３３のいずれか１項に記載のコンテナ。 - 【請求項３５】前記ガスが3Ｈｅもしくは129Ｘｅであるか、または19Ｆ、13Ｃ
もしくは31Ｐを含む請求項３４に記載のコンテナ。 - 【請求項３６】 前記セル（２０）が少なくとも５０ｍＬの内部容量を有する
請求項２７から３５のいずれか１項に記載のコンテナ。 - 【請求項３７】 前記セル（２０）が１００ｍＬと１ｍ3との間の内部容量を 有する請求項２７から３５のいずれか１項に記載のコンテナ。
- 【請求項３８】 前記コンテナは、搬送可能な形態をとる請求項１から３７の
いずれか１項に記載のコンテナ。 - 【請求項３９】 前記磁気チャンバ（２６）内に配設された磁場センサ（３２
）をさらに備える請求項１から３８のいずれか１項に記載のコンテナ。 - 【請求項４０】 前記センサ（３２）を前記磁気チャンバ（２６）内に配設さ
れたガス貯蔵セル（２０）に対して移動させるための手段をさらに備えた請求項
３９に記載のコンテナ。 - 【請求項４１】 前記磁気チャンバ（２６）内に配設された時変磁場用の源（
３０）をさらに備えた請求項３９に記載のコンテナ。 - 【請求項４２】 前記磁極片（１０．１、１０．２）を並列に対向する関係で
維持するように配設されたスペーサ（１２、２０５）をさらに備えた請求項１か
ら４１のいずれか１項に記載のコンテナ。 - 【請求項４３】 前記コンテナは、二重外郭（２００．１、２００．２）の構
造を有し、それによって前記ヨーク（２）に少なくとも部分的に内郭（２００．
２）が設けられている請求項１から４２のいずれか１項に記載のコンテナ。 - 【請求項４４】 前記コンテナは、高容量で均一性が高い遮蔽された磁場を内
部に提供する内部空間を備えた磁気デバイス（１）の形態をとり、それによって
前記磁気デバイス（１）が磁極片（１０．１、１０．２）としての均一化するμ
−金属板を特徴とし、その場合、１：１．５の比が、均一な磁場が存在する前記
磁気デバイスの使用可能な容量と、前記磁気デバイスの全容量との間で得られ、
以下の均一化条件： Ｇr ≦１．５×１０-3／ｃｍ が前記使用可能な容量内で満たされ、ここでＧrは相対的な横方向の磁場勾配で ある請求項１から４３のいずれか１項に記載のコンテナ。 - 【請求項４５】 セル壁に囲まれるガス貯蔵空間内に核スピン分極ガスを含み
、前記壁がコーティングされていない材料で形成され、前記ガス貯蔵空間に接触
している前記壁の表面が実質的に常磁性物質を含まないガス貯蔵セル（２０）。 - 【請求項４６】 前記壁が鉄含有量の低いガラスからなり、前記鉄含有量が充
分に低く、核スピン分極3Ｈｅについての壁に関連した減極緩和時間Ｔ1 Wと、前 記セルの容量対内表面積との比が少なくとも１ｃｍ当たり１０時間である請求項
４５に記載のセル。 - 【請求項４７】 請求項１から３８のいずれか１項に記載のコンテナ内のガス
貯蔵セル（２０）から核スピン分極ガスを除去する方法であって、 （ｉ）前記コンテナを前記軸（Ｓ）が外部の実質的に均一な磁場の磁場方向に
平行となるように配置し、 （ｉｉ）前記磁極片（１０．１）の１つからなる部分を除去することによって
前記コンテナを開口し、 （ｉｉｉ）前記セル（２０）を前記軸の方向に除去すること を含む方法。
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