JP2002143120A - 均一磁場発生方法 - Google Patents
均一磁場発生方法Info
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- JP2002143120A JP2002143120A JP2000339164A JP2000339164A JP2002143120A JP 2002143120 A JP2002143120 A JP 2002143120A JP 2000339164 A JP2000339164 A JP 2000339164A JP 2000339164 A JP2000339164 A JP 2000339164A JP 2002143120 A JP2002143120 A JP 2002143120A
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- Japan
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- magnetic field
- superconducting bulk
- temperature superconducting
- uniform
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＭＲＩ装置に有用で、均一かつ安定した高磁
場を、低コストで簡便に発生させることが可能な均一磁
場発生方法を提供する。 【解決手段】 ２つの高温超伝導バルク材を着磁させ、
ヘルムホルツコイルと同様に平行かつ同軸に配置させる
ことにより、２つの高温超伝導バルク材の中間に均一な
高磁場を発生させる。
場を、低コストで簡便に発生させることが可能な均一磁
場発生方法を提供する。 【解決手段】 ２つの高温超伝導バルク材を着磁させ、
ヘルムホルツコイルと同様に平行かつ同軸に配置させる
ことにより、２つの高温超伝導バルク材の中間に均一な
高磁場を発生させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この出願の発明は、均一高磁
場発生方法に関するものである。さらに詳しくは、この
出願の発明は、ＭＲＩ装置に有用で、均一かつ安定した
高磁場を低コストで簡便に発生させることが可能な均一
磁場発生方法に関するものである。
場発生方法に関するものである。さらに詳しくは、この
出願の発明は、ＭＲＩ装置に有用で、均一かつ安定した
高磁場を低コストで簡便に発生させることが可能な均一
磁場発生方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】磁気共鳴映像装置（ＭＲＩ装
置）等では試料に静磁場を印加するため、均一でかつ安
定した磁場の発生が不可欠である。従来より、ＭＲＩ装
置等で磁場を発生させるには、低温超伝導（ＬＴＳ）線
材によりシム付コイルを作製して永久電流モードで運転
する方法や、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の永久磁石を用いてその
特性設計を行なう方法等が知られている。
置）等では試料に静磁場を印加するため、均一でかつ安
定した磁場の発生が不可欠である。従来より、ＭＲＩ装
置等で磁場を発生させるには、低温超伝導（ＬＴＳ）線
材によりシム付コイルを作製して永久電流モードで運転
する方法や、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の永久磁石を用いてその
特性設計を行なう方法等が知られている。
【０００３】しかしながら、ＬＴＳコイルによる方法で
は、コイルの冷却に液体ヘリウムを多量に必要とするた
め手間とコストがかかり、また装置自体が大型化してし
まうといった欠点があった。永久磁石による方法では、
運転操作およびメンテナンス等が複雑な上に、ＬＴＳコ
イルによる方法と比較して発生可能な磁場が低いといっ
た欠点があった。
は、コイルの冷却に液体ヘリウムを多量に必要とするた
め手間とコストがかかり、また装置自体が大型化してし
まうといった欠点があった。永久磁石による方法では、
運転操作およびメンテナンス等が複雑な上に、ＬＴＳコ
イルによる方法と比較して発生可能な磁場が低いといっ
た欠点があった。
【０００４】そこで、この出願の発明は、以上の通りの
事情に鑑みてなされたものであり、従来技術の問題点を
解消し、ＭＲＩ装置に有用で、均一かつ安定した高磁場
を低コストで簡便に発生させることが可能な均一磁場発
生方法を提供することを課題としている。
事情に鑑みてなされたものであり、従来技術の問題点を
解消し、ＭＲＩ装置に有用で、均一かつ安定した高磁場
を低コストで簡便に発生させることが可能な均一磁場発
生方法を提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そこで、この出願の発明
は、上記の課題を解決するものとして、以下の通りの発
明を提供する。
は、上記の課題を解決するものとして、以下の通りの発
明を提供する。
【０００６】すなわち、まず第１には、この出願の発明
は、２つの高温超伝導バルク材を着磁させ、ヘルムホル
ツコイルと同様に平行かつ同軸に配置させることによ
り、２つの高温超伝導バルク材に挟まれた空間に均一な
高磁場を発生させることを特徴とする均一磁場発生方法
を提供する。
は、２つの高温超伝導バルク材を着磁させ、ヘルムホル
ツコイルと同様に平行かつ同軸に配置させることによ
り、２つの高温超伝導バルク材に挟まれた空間に均一な
高磁場を発生させることを特徴とする均一磁場発生方法
を提供する。
【０００７】また、この出願の発明は、上記第１の発明
について、着磁後、高温超伝導バルク材の温度を数〜１
０Ｋ程度低下させることを特徴とする均一磁場発生方法
などもその態様として提供する。
について、着磁後、高温超伝導バルク材の温度を数〜１
０Ｋ程度低下させることを特徴とする均一磁場発生方法
などもその態様として提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】この出願の発明は、上記の通りの
特徴を持つものであるが、以下にその実施の形態につい
て説明する。
特徴を持つものであるが、以下にその実施の形態につい
て説明する。
【０００９】まず、この出願の発明が提供する均一磁場
発生方法は、２つの高温超伝導バルク材を着磁させ、ヘ
ルムホルツコイルと同様に平行かつ同軸に配置させるこ
とにより、２つの高温超伝導バルク材の中間に均一な高
磁場を発生させることを特徴としている。
発生方法は、２つの高温超伝導バルク材を着磁させ、ヘ
ルムホルツコイルと同様に平行かつ同軸に配置させるこ
とにより、２つの高温超伝導バルク材の中間に均一な高
磁場を発生させることを特徴としている。
【００１０】超伝導バルク材の着磁方法としては、一般
に、その最大補足磁場以下の磁場中で臨界温度（Ｔｃ）
以下に磁場中冷却させる方法や、Ｔｃ以下に冷却後に最
大補足磁場以下の磁場を印加する方法が知られている。
着磁されたバルク材の内部には、その臨界電流密度（Ｊ
ｃ）およびバルク材のサイズに依存した量の磁束が捕捉
されている。
に、その最大補足磁場以下の磁場中で臨界温度（Ｔｃ）
以下に磁場中冷却させる方法や、Ｔｃ以下に冷却後に最
大補足磁場以下の磁場を印加する方法が知られている。
着磁されたバルク材の内部には、その臨界電流密度（Ｊ
ｃ）およびバルク材のサイズに依存した量の磁束が捕捉
されている。
【００１１】超伝導バルク材に捕捉される磁束の分布
は、バルク材が均質な場合には図１に例示したようにな
り、バルク材の中央部の磁束密度が最大となる傾斜磁場
が形成される。すなわち、超伝導バルク材を着磁するこ
とで、バルク材の厚さに等しいソレノイドコイルと同等
の磁束密度分布が得られる。
は、バルク材が均質な場合には図１に例示したようにな
り、バルク材の中央部の磁束密度が最大となる傾斜磁場
が形成される。すなわち、超伝導バルク材を着磁するこ
とで、バルク材の厚さに等しいソレノイドコイルと同等
の磁束密度分布が得られる。
【００１２】そこで、この出願の発明では、上記のよう
に着磁させた２つの高温超伝導バルク材を、ヘルムホル
ツコイルと同配置にすることにより、その中心付近にほ
ぼ均一な磁場を発生させる。図２に、この出願の発明の
概念を示した。すなわち、たとえば、高温超伝導バルク
材が半径ａの円盤状とすると、同じ大きさの２つの高温
超伝導バルク材を同条件で着磁させ、互いに半径と同じ
間隔ａだけ離して同軸上に配置させる。すると、この２
つの円盤状の高温超伝導バルク材の真中に一様な磁場を
発生させることができる。
に着磁させた２つの高温超伝導バルク材を、ヘルムホル
ツコイルと同配置にすることにより、その中心付近にほ
ぼ均一な磁場を発生させる。図２に、この出願の発明の
概念を示した。すなわち、たとえば、高温超伝導バルク
材が半径ａの円盤状とすると、同じ大きさの２つの高温
超伝導バルク材を同条件で着磁させ、互いに半径と同じ
間隔ａだけ離して同軸上に配置させる。すると、この２
つの円盤状の高温超伝導バルク材の真中に一様な磁場を
発生させることができる。
【００１３】この出願の発明の方法で発生される磁束密
度は、超伝導バルク材の種類、大きさおよび着磁条件に
よって制御することができる。超伝導バルク材として
は、各種の組成のものを使用することができ、Ｔｃの高
い高温超電導体以外の超電導体ももちろん利用すること
ができる。この発明においては、Ｔｃの高い高温超電導
体を用いることで、その冷却に小型冷凍機等を使用する
ことができ、簡便である。高温超伝導バルク材の形状に
ついては、上記の説明では簡便のために円盤状とした
が、２つの高温超伝導バルク材の形状が同じであればそ
の形状は制限されず、所望のものとすることができる。
度は、超伝導バルク材の種類、大きさおよび着磁条件に
よって制御することができる。超伝導バルク材として
は、各種の組成のものを使用することができ、Ｔｃの高
い高温超電導体以外の超電導体ももちろん利用すること
ができる。この発明においては、Ｔｃの高い高温超電導
体を用いることで、その冷却に小型冷凍機等を使用する
ことができ、簡便である。高温超伝導バルク材の形状に
ついては、上記の説明では簡便のために円盤状とした
が、２つの高温超伝導バルク材の形状が同じであればそ
の形状は制限されず、所望のものとすることができる。
【００１４】また、高温超伝導バルク材の着磁に際し
て、着磁後直ちに高温超伝導バルク材の温度を数〜１０
Ｋ程度低下させることで、発生させた磁場を安定させる
ことが可能となる。
て、着磁後直ちに高温超伝導バルク材の温度を数〜１０
Ｋ程度低下させることで、発生させた磁場を安定させる
ことが可能となる。
【００１５】以下、添付した図面に沿って実施例を示
し、この発明の実施の形態についてさらに詳しく説明す
る。
し、この発明の実施の形態についてさらに詳しく説明す
る。
【００１６】
【実施例】（実施例１）直径５０ｍｍの円盤状のＹ−１
２３系高温超伝導バルク材を２つ用意し、臨界温度以下
に冷却した後磁場を印加して着磁させ、さらに５Ｋ程度
冷却させた。着磁した２つの高温超伝導バルク材を平行
かつ同軸に２５ｍｍ離して配置し、２つの高温超伝導バ
ルク材の中間面の磁束密度分布を測定した。なお、磁場
の印加は、磁場強度（ａ）０．２Ｔ、（ｂ）０．４Ｔの
２通りで行なった。
２３系高温超伝導バルク材を２つ用意し、臨界温度以下
に冷却した後磁場を印加して着磁させ、さらに５Ｋ程度
冷却させた。着磁した２つの高温超伝導バルク材を平行
かつ同軸に２５ｍｍ離して配置し、２つの高温超伝導バ
ルク材の中間面の磁束密度分布を測定した。なお、磁場
の印加は、磁場強度（ａ）０．２Ｔ、（ｂ）０．４Ｔの
２通りで行なった。
【００１７】磁束密度分布の測定結果を図３に示した。
図のＸ軸、Ｙ軸は測定面内の位置を、Ｚ軸は磁束密度を
示している。
図のＸ軸、Ｙ軸は測定面内の位置を、Ｚ軸は磁束密度を
示している。
【００１８】図３より、２つの高温超伝導バルク材の中
間に、均一な高磁場が、安定して発生していることが確
認された。磁場強度０．２Ｔで着磁させた場合（ａ）
は、特に広範囲にわたって均一な磁場が発生されること
が分かった。 （実施例２）直径６０ｍｍの円盤状のＡｇ添加Ｓｍ−１
２３系高温超伝導バルク材を２つ用意し、実施例１と同
様に着磁および配置させ、２つの高温超伝導バルク材の
中間の磁束密度分布を測定した。磁場の印加は、磁場強
度０．２Ｔとした。
間に、均一な高磁場が、安定して発生していることが確
認された。磁場強度０．２Ｔで着磁させた場合（ａ）
は、特に広範囲にわたって均一な磁場が発生されること
が分かった。 （実施例２）直径６０ｍｍの円盤状のＡｇ添加Ｓｍ−１
２３系高温超伝導バルク材を２つ用意し、実施例１と同
様に着磁および配置させ、２つの高温超伝導バルク材の
中間の磁束密度分布を測定した。磁場の印加は、磁場強
度０．２Ｔとした。
【００１９】磁束密度分布の測定結果を図４に示した。
図のＸ軸、Ｙ軸は測定面内の位置を、Ｚ軸は磁束密度を
示している。
図のＸ軸、Ｙ軸は測定面内の位置を、Ｚ軸は磁束密度を
示している。
【００２０】図４より、２つの高温超伝導バルク材の中
間に、広範囲にわたって均一な高磁場が発生しているこ
とが確認された。
間に、広範囲にわたって均一な高磁場が発生しているこ
とが確認された。
【００２１】もちろん、この発明は以上の例に限定され
るものではなく、細部については様々な態様が可能であ
ることは言うまでもない。
るものではなく、細部については様々な態様が可能であ
ることは言うまでもない。
【００２２】
【発明の効果】以上詳しく説明した通り、この発明によ
って、ＭＲＩ装置に有用で、均一かつ安定した高磁場
を、低コストで簡便に発生させることが可能な均一磁場
発生方法が提供される。
って、ＭＲＩ装置に有用で、均一かつ安定した高磁場
を、低コストで簡便に発生させることが可能な均一磁場
発生方法が提供される。
【図１】超伝導バルク材に捕捉される磁束密度の分布を
例示した図である。
例示した図である。
【図２】この出願の発明の方法の概念を示した図であ
る。
る。
【図３】この出願の発明の方法により発生させた磁場の
磁束密度分布の測定結果を例示した図である。
磁束密度分布の測定結果を例示した図である。
【図４】この出願の発明の方法により発生させた磁場の
磁束密度分布の測定結果を例示した図である。
磁束密度分布の測定結果を例示した図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 ２つの高温超伝導バルク材を着磁させ、
ヘルムホルツコイルと同様に平行かつ同軸に配置させる
ことにより、２つの高温超伝導バルク材の中間に均一な
高磁場を発生させることを特徴とする均一磁場発生方
法。 - 【請求項２】 着磁後、高温超伝導バルク材の温度を数
Ｋ〜１０Ｋ程度低下させることを特徴とする請求項１記
載の均一磁場発生方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000339164A JP2002143120A (ja) | 2000-11-07 | 2000-11-07 | 均一磁場発生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000339164A JP2002143120A (ja) | 2000-11-07 | 2000-11-07 | 均一磁場発生方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002143120A true JP2002143120A (ja) | 2002-05-21 |
Family
ID=18814271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000339164A Pending JP2002143120A (ja) | 2000-11-07 | 2000-11-07 | 均一磁場発生方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002143120A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103064049A (zh) * | 2012-12-21 | 2013-04-24 | 北京航空航天大学 | 一种基于相位同步的三维标准磁场发生装置 |
| JP2015167576A (ja) * | 2014-03-04 | 2015-09-28 | 国立大学法人 新潟大学 | 磁場発生装置及び磁場発生方法 |
-
2000
- 2000-11-07 JP JP2000339164A patent/JP2002143120A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103064049A (zh) * | 2012-12-21 | 2013-04-24 | 北京航空航天大学 | 一种基于相位同步的三维标准磁场发生装置 |
| JP2015167576A (ja) * | 2014-03-04 | 2015-09-28 | 国立大学法人 新潟大学 | 磁場発生装置及び磁場発生方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20031031 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20040129 |