JPH04287903A - 磁石組立体 - Google Patents
磁石組立体Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
シールド形超伝導磁石組立体に関する。
内側コイル装置と外側コイル装置とが逆方向の磁界を発
生させるために直列に接続される。それにより強い均一
磁界がコイル装置の中心部で発生するが、コイル装置の
外側に広がる漂遊磁界は非常に小さい。
171 号明細書に記載され、その内容は本明細書に参
照引用されている。欧州特許第0144171 号明細
書に記載の磁石組立体では、逆向きの磁界を発生させる
コイル装置が超伝導線により巻かれている。超伝導コイ
ル装置はコイル装置の中心部に発生する磁界の強さ及び
高精度を達成するために用いられる。これらの磁石組立
体の主な用途は核磁気共鳴イメージング装置であり、こ
こではこれらの特性が極めて重要である。
するために、撮影すべき領域(作業容積)にわたり均一
な一定の基本磁界が必要である。この均一磁界上には、
画像信号中へ位置情報を符号化して入れるために用いら
れ時間と共に変化する傾斜磁界が重畳される。超伝導コ
イル装置は、基本磁界強さが例えば0.3T以上の大き
さでありかつ作業容積が例えば0.5mの直径の球の大
きさであるときに、特に有利である。
4.2Kの程度の極低温までコイルを冷却することによ
り達成される。超伝導状態では導線中の無視できるエネ
ルギー損失により導線が非常に大きい電流を流すことが
できる。
ールド形組立体としての釣り合わせコイル装置の無い単
一コイル装置)は、別の遠方のコイル装置又は磁化した
物体のような外部の磁界源に基づく作業容積中の磁界へ
の磁気的妨害が自動的に或る程度まで補償されるという
点で、優れた特性を有する。このことは、閉じた超伝導
ループ中の電流がループを貫く全磁束の外部妨害作用に
よる変化を阻止するように自動的に変化するという、超
伝導コイルの特性から生じる。磁界妨害が自動的に補償
される範囲は、とりわけ磁石の形状特にそのアスペクト
比(比d/l、ただしdは磁石の内径でありlは磁石の
長さである)に依存する。撮像用途に用いられるような
アスペクト比2〜3を有する磁石に対しては、仮に磁石
が存在しないとした場合に起こる磁界変動に比べたとき
、外部妨害の影響が約8分の1に減る。この自己遮蔽効
果の基礎となる理論は、国際特許出願公開第89/09
475号公報に更に詳細に記載されている。この公報に
はまた更に外部妨害の影響を低減することを意図する超
伝導スクリーニングコイルの配置が記載されている。
形成するために外側コイル装置を付け加えることの直接
的な結果として、この自動補償がもはや作業容積内で有
効でなくなる。従来の単一の超伝導コイル磁石と比べた
ときに、この結果は外部妨害作用からの干渉に対する能
動シールド形磁石組立体内の感受性の増加となる。この
干渉は作業容積中の基本磁界と傾斜磁界との相互作用に
より作り出される画像の乱れにより明らかにされる。
磁界に働く妨害作用の影響を減少することが望ましい。 これに関しては、超伝導コイル中の電流がほぼ一定であ
る磁石組立体の定常状態ばかりでなく、電流が変化する
過渡状態をも考慮することが重要である。
ものは、超伝導状態から常伝導状態へのコイルの移行に
対して与えられる用語である「クエンチ」である。クエ
ンチは局部的妨害又は構造的欠陥に基づき意図に反して
起こるか、又は磁界を急速に低減する手段として(例え
ば局部的な電気ヒータにより)意図的に起こすことがで
きる。このことは例えば、磁石組立体中で核磁気共鳴断
層撮影を受けている患者に対し緊急の処置を行うことが
必要である場合に要求される。クエンチが起こるときコ
イルのクエンチした部分中で抵抗の急増が生じ、この抵
抗の急増はコイル装置中に蓄えられたエネルギーを熱へ
変換させる。熱はコイルの隣接部分へ伝達されこれらの
部分をクエンチさせる。コイルのますます大きい部分が
クエンチするにつれて温度は熱エネルギーに関連して上
昇し、コイルの抵抗を更に増加させ、蓄えられたすべて
の磁気エネルギーが熱へ変換されるまでクエンチ過程を
加速させる。クエンチは非常に速やかに一般的には約1
0〜20秒内で起こり得る。
載のように能動シールド形磁石組立体のコイルは、組立
体の中心部に均一磁界を作り出すばかりでなく組立体の
できるだけ近くにできるだけ低い外部磁界を作り出すよ
うに設計されている。外部磁界は以下で「漂遊磁界」と
呼ばれ、磁石組立体に基づく磁界が外側ではどこでも規
定のレベルを超えないような楕円体形又は円筒形の体積
によって一般に記述される。この体積は磁石からの或る
距離の安全領域を表示する方法を提供する。
5号公報は、能動シールド形磁石に関連する特殊な問題
すなわち過渡状態中に起こる難点を取り扱っていない。
及び外側の磁石装置が超伝導電流制限器により減結合さ
れている能動シールド形磁石について記載されている欧
州特許出願公開第0299325 号公報に提案されて
いる。電流制限器は僅かな電流差が内側コイル装置と外
側コイル装置との間に存在するのを許す。その結果各コ
イル装置内の磁界妨害を電流修正により補償することが
できる。 この理論は正しいが、この理論に基づく信頼できる実用
的な方式を提供することにはかなりの困難が存在する。 特に核磁気共鳴装置に用いるのに適した寸法と形状の磁
石に対しては、もし漂遊磁界をクエンチ状態中にさえ或
る限界内に維持しようとするならば、電流制限器は1A
以下の制限電流を有ししかもその両端に加えられる数百
Vに耐えることができなければならない。超伝導体中の
一般的な臨界電流密度は約4000A/mm2 である
ので、1A以下とするためには10μm程度の非常に細
いフィラメントを用いることが必要である。この種のフ
ィラメントは製造も取扱いも共に困難である。更にフィ
ラメントの端部が巻かれたコイルに接近しているときに
、発生する高電圧のゆえに非常に強力な絶縁が端部間で
必要である。従って前記の問題は実用レベルでは未解決
のままである。
業容積内の磁界への妨害作用の影響を低減するために取
られる処置を、クエンチのときでさえ漂遊磁界が正常の
限界値を超えないようなものにすることにある。
づき、第1の磁界を発生させる第1の超伝導コイル組立
体と、第2の磁界を発生させる第2の超伝導コイル組立
体とを備え、第2の超伝導コイル組立体が第1の超伝導
コイル組立体と電気的に直列に接続され、第1及び第2
の超伝導コイル組立体はそれぞれ相応する磁界成分がほ
ぼ同程度の大きさである磁界を使用時に発生させ、両コ
イル組立体は合成均一磁界が作業容積内に発生しかつ第
2の磁界がほぼ磁石組立体の外部で第1の磁界に対抗す
るように配置された磁石組立体において、磁石組立体が
更に複数のスクリーニングコイルを備え、各スクリーニ
ングコイルが第1及び第2の超伝導コイル組立体のター
ン数に比べて少数のターン数を有し、スクリーニングコ
イルは閉ループを形成するように電気的に直列に接続さ
れ、かつ第1及び第2の超伝導コイル組立体との相互作
用が磁石組立体の作業容積内の磁界への妨害作用の影響
を低減するのに役立ち、他方では作業容積内の磁界の均
一性に重大な影響を及ぼさないように配置されているこ
とを特徴とする磁石組立体により解決される。
の超伝導線からスクリーニングコイルを巻くことにより
、スクリーニングコイルが漂遊磁界に対し及ぼすおそれ
のある最大の影響を些細なものにすることができる。 スクリーニングコイルのターン数は第1及び第2の超伝
導コイル組立体のターン数に比べて小さいので、小さい
スクリーニング磁界を発生させるためにさえ大きい電流
を流さなければならない。それゆえに付加的な漂遊磁界
を発生させる危険なしに適当なスクリーニング能力を提
供するために、この電流をほどよい値に制限することが
容易である。疑いを避けるためにこれに関連して述べれ
ば、「…に比べて小さい」ということは「…より少なく
とも1桁小さい」ということを意味する。
1の超伝導コイル組立体と同軸にかつ半径方向外側に配
置され、コイル組立体は第1のコイル組立体中の電流が
第2のコイル組立体中の電流と逆方向へ流れるように巻
かれる。この場合にはスクリーニングコイルの一部を第
2の(外側の)コイル組立体のコイルに接近して置き、
他のスクリーニングコイルを第1の(内側の)コイル組
立体に接近して置くことができる。しかしながらこれら
のスクリーニングコイルはすべて同一方向へ磁界を発生
させるように接続されている。これにより、スクリーニ
ングコイルの本来のスクリーニング効果を高めるような
超伝導コイル組立体との相互インダクタンスの選択範囲
を提供するために、外側のコイル組立体の逆接続が利用
可能となる。
中の電流の急激な変化は、選択された相互インダクタン
スを介してスクリーニングコイルへ結合される。スクリ
ーニングコイルが小さい臨界電流を有する材料から巻か
れている場合には、このことは超伝導状態から常伝導状
態への移行をスクリーニングコイルにもたらすので、過
度の電流が流れるおそれがなく損害が生じない。変形案
としてスクリーニングコイルは第1及び第2のコイル組
立体のために用いられる導線と同様に大きい臨界電流を
有する導線から巻くことができ、しかし閉ループの一部
として小さい臨界電流の異なる導線を有するならば、こ
の電流が限界を超えたときに回路のこの小さい部分だけ
が常伝導となるので、熱の発生を第1及び第2のコイル
組立体から離れた局部に制限することができる。所望な
らば、装置の操作員により要求されるときにスクリーニ
ングコイル中の電流をゼロにリセットするために、この
接続部は常伝導状態へ移行させるための電気ヒータを備
えた超伝導スイッチの形とすることができる。
の小さい自然減衰の影響を考慮することも重要である。 この減衰は実用導体で用いられる導線の小さいしかし有
限の抵抗から生じ、一般的に毎時108 の数分の1で
ある。この減衰電流の影響は磁石コイルと磁気的に結合
されたスクリーニングコイル中に補償電流を誘導するこ
とである。もしスクリーニングコイルにより作られる磁
界が主磁石の磁界とは異なる特性特に程度の低い均一性
を有するならば、装置全体の性能が時間と共に変化する
。 従来の超伝導磁石(すなわち非能動シールド形装置)で
は、その均一性を改善すべく磁界のひずみを修正するた
めに超伝導シムコイルを用いることが知られている。こ
れらのシムコイルは、主磁石コイルのそばに正及び逆の
ランニングコイルを適当に配置することにより、主磁石
と結合しないように設計することができる。主磁石コイ
ルからのシムコイルの減結合は、シムコイルから生じる
スクリーニング効果が存在しないという結果をもたらす
ので、この種の解決策はこの発明と共に用いるために適
用することはできない。その代わりとしてこの発明の有
利な実施態様は、スクリーニングコイルの電流を周期的
にゼロヘリセットするために働く回路を備える。こうし
てスクリーニングコイル中の電流の蓄積、及び作業体積
中の均一性を破壊するおそれのある磁界のそのために起
こる発生が回避される。
装置の一部として用いられる場合には、ループ内の接続
部の有効インダクタンス及び抵抗により形成される時定
数が画像のためのデータ収集に必要な時間に比べて非常
に長いならば、ループを完全に超伝導にすることは必ず
しも必要でない。こうしてスイッチの作動による周期的
なリセットの必要なしに、又は臨界電流を超えて常伝導
状態へ一時的に移行する結果として、スクリーニングコ
イル中の電流は長い期間にわたって自然にゼロに戻る。
を示す図面により、この発明を詳細に説明する。
1を示す。磁石組立体1は軸線4を有する孔3により構
成され磁石組立体の作業容積を画成するステンレス鋼製
の内側円筒形巻枠2を備える。軸線4と同軸の円筒形ア
ルミニウム製巻枠5が巻枠2の半径方向外側に置かれて
いる。巻枠5は、軸線4に対し直角な組立体の中央面6
(図2参照)に関し対称に配置された3対のコイルA、
A′、B、B′、C、C′と、中央面6にまたがって対
称に配置された7番目のコイルDとを支持する。これら
のコイルは図2に示されている。コイルA〜Dはそれぞ
れ、例えば第2種の超伝導体の細いストランド、内部に
超伝導体ストランドが規則正しい配列の形で埋め込まれ
た良好な常伝導体のマトリックス、並びに通電及び事故
モードの電圧に対処するための表面の電気絶縁を含むよ
うな、超伝導材料から形成されている。各コイルの位置
は後述する。それぞれのコイルA〜Dは別個に巻かれ数
千ターンの導線を有する。コイルはワックス又はエポキ
シ樹脂中に埋め込まれクランプリング(図示されていな
い)により囲まれている。また各対のコイルは巻枠5の
各対の環状のリブ5A、5Bなどの間に位置決めされて
いる。ワックス又はエポキシ樹脂及びリブを使用する目
的は、使用中のコイルの巻線の移動を防止すること、及
びクエンチを招くおそれのある熱の発生を伴うようなす
べての微小運動を防止しようとすることにある。コイル
A〜Dの狭い間隔を考慮して、巻枠5は軸線方向に約2
00000kgf にも及ぶおそれのある隣接コイル間
の大きい力に適合するように構成しなければならない。 更に巻枠5は磁石組立体の全重量を低減するためにでき
るだけ軽くなければならず、またできるだけ真の円筒に
近くなければならない。
径方向外側に取り付けられている。巻枠7は下記の方法
で磁石組立体の中央面6に関して対称に配置された四つ
の遮蔽コイルE、E′、F、F′(図2参照)を支持す
る。コイルE〜F′はコイルA〜Dと同様な方法で巻枠
7の各対のリブ7E、7Fの間に取り付けられている。 クランプリング(図示されていない)及びワックス又は
エポキシが、巻枠5に関連して前に述べたようにコイル
巻線の運動を低減するために用いられている。
できるようにするためには、約4.2Kまで巻線を冷却
することが必要である。4.2Kはヘリウムの沸点であ
り、従って二つの巻枠5、7は外側円筒壁8及び内側円
筒壁9により画成されるヘリウム容器内に置かれる。ヘ
リウム容器は一対のリング部材12により閉じられてい
る。壁8、9及びリング部材12はすべてステンレス鋼
から作られている。液体ヘリウムは小塔14に取り付け
られた入口13を経てヘリウム容器へ供給される。ヘリ
ウム容器は変形案として、ステンレス鋼より導電性の良
い金属例えばアルミニウムから作ることができる。
15′は、シールド15、15′とヘリウム容器との間
に真空室16を画成するために、ヘリウム容器に関して
それぞれ同軸に半径方向外側及び内側に取り付けられて
いる。放射シールド15、15′は、シールド15、1
5′から熱を抽出しこの熱をヘリウム容器から沸騰した
低温のヘリウムガスへ渡す小塔14中の熱交換器(図示
されていない)を介して、ヘリウムとの接触により冷却
される。
更に冷却することは、閉サイクルのギフォード・マクマ
ホン形冷凍機の第2段に接続された第2の熱交換器によ
り達成することができる。
7′が、真空室18を画成するためにシールド15、1
5′に関してそれぞれ同軸に半径方向外側及び内側に取
り付けられている。使用時に液体窒素が、シールド17
により外壁を形成された環状のタンク26へ供給される
。これらのシールドはタンクからの窒素の蒸発を減らす
又はなくすために、十分な冷却容量を有する2段閉サイ
クルのギホード・マクマフォン冷凍機の第1段へ熱交換
器を経て結合されている。最後に円筒形のステンレス鋼
製外側ケーシング20が、真空室21を画成するために
シールド17の周りに同軸に取り付けられている。外側
ケーシングは変形案としてアルミニウムから作ることが
できる。対のアルミニム製鏡板22、23、24(図2
参照)が真空室16、18、21の端部を閉じるために
設けられている。
ドは相応の取付板に取り付けられたガラス強化プラスチ
ック製の棒(図示されていない)の装置により支えられ
ている。これらの棒は支柱の三次元の配列として構成さ
れるとき、0.04w以下の熱漏洩の犠牲において40
00kgの磁石を支える。
の温度の液体ヘリウムを充填される。液体ヘリウムが沸
騰するとき、生じた気体は約40Kの温度にシールド1
5、15′を冷却する小塔14中の熱交換器の中を通る
。これらのシールド15、15′は一般に40K熱シー
ルドと呼ばれる。タンク26中に存在する液体窒素はシ
ールド17、17′を約77Kの温度に維持する。これ
らのシールド17、17′は一般に80K熱シールドと
呼ばれる。これらの低温のシールドは真空室16、18
、21内に存在する真空と共に、液体ヘリウムの沸騰に
より4.2Kに維持されるヘリウム容器への熱入力を最
小にするのを助ける。
ように大気へバルブ27を経て接続されている。
クマホン閉サイクル冷凍機により冷却される他の方式で
は、窒素タンク26を省略することができる。
半径方向断面を示す図2を参照することにより一層よく
理解することができる。
明する。図3は磁石コイルA〜F′と、閉ループとなる
ように直列に接続された一組のスクリーニングコイルa
〜f′との結合を示す回路線図であり、図示の実施例で
はスクリーニングコイルが各磁石コイルに隣接して設け
られ関連する小文字により図3中に示されている。スク
リーニングコイルはすべてのスクリーニングコイルa〜
f′が同一方向へ電流を流すように巻かれている。スク
リーニングコイルは約100ターンの超伝導線により巻
かれている。
定するための基準は、磁石コイルA〜F′との相互イン
ダクタンス、及びスクリーニングコイル中の電流Is
により作り出された磁石装置の中心領域3中に広がる均
一磁界の歪である。妨害磁界Bd に対しては磁石コイ
ルのための回路方程式を数1として表すことができ、ス
クリーニングコイルのための回路方程式を数2として表
すことができ、ここで矢印→はベクトル量を意味し、下
付き文字s、mはそれぞれスクリーニングコイルの組及
び磁石コイルの組を意味し、積分は計算中の電流により
囲まれる領域A(その増分はdA)にわたり計算される
。
害磁界は積分記号の外に置くことができ、能動シールド
形磁石に対しては数3が成立することに注目すれば、数
1は数4となる。
入すれば数5が得られる。
軸線に垂直なすべての小さい磁界成分は全磁界強さに重
要な影響を有しない。それゆえに軸線に平行な磁界成分
だけを考慮すれば十分であり、この場合にはスクリーニ
ングコイル装置の中心磁界に対する寄与は数6により表
され、磁石コイルの中心磁界に対する寄与は数7により
表される。ここでgs 、gm はコイルの形状寸法に
より決定される定数である。そして中心磁界B0 中の
全変化は妨害磁界Bd とBm とBs との和として
数8により表される。
れる。数4及び数5から求められた値を数9へ代入する
と数10が得られ、これを整理すると数11となる。数
11は結合係数Kに置き替えて数12として表すことが
でき、ここでK2 =Msm2 /(Ls Lm )で
ある。
ターンの半径であるコイルに対しては、数13が数14
へ簡単化されそれにより数15が得られる。
とdBd/dtとの間の結合が存在しないとき、すなわ
ち数16が満足されるときに得られる。
の寸法と位置を調節することにより、−1<K<1の領
域以内のKの値の広い領域が許され、ここでKの負の値
は外側コイルE〜F′との結合が内側コイルA〜Dとの
結合より強いことを意味する。それによりスクリーニン
グ条件を満足する設計を見いだすことができる。
ルにより発生させられる磁界成分の均一性である。磁気
学でよく知られているように、またギャレット(M.
W. Garrett )の論文「磁界を発生させかつ
測定するための軸線方向に対称な装置(Axially
symmetric systems for ge
nerating and measuring ma
gnetic fields)」ジャーナル オブ
アプライド フィジックス(Journal of
Applied Physics)、第22巻、第1
091ページ、1951年に記載のように、球形領域中
の軸線対称磁界の均一性は数17に示された球面調和展
開式によって表現でき、ここでr0 は問題の球形領域
の半径であり、Pn (cosθ)はルジャンドルの多
項式である。
合に対する磁界である。 A0 ≠0 An =0 n=1・・・∞大抵の場合
にこの条件と数16とを同時に満足する設計を達成する
ことは不可能であろうが、それにもかかわらず任意の特
別な場合に対して合理的な妥協を見いだすために、適当
な最適化コンピュータプログラムの目的関数を形成する
ことは、適当な重みづけと共にこれらの項を用いること
により可能である。
かを決定するための基準は、能動シールド形磁石組立体
として働く外側コイルの無い従来の単一の超伝導磁石コ
イルを考慮することにより導くことができ、この場合に
はdB0 /dBd ≒0.1となる。
ングのこのレベルを達成すれば満足であろう。更に遮蔽
されるべき磁界変化のレベルは全く小さい。100nT
の変化は画像上に重大な影響を有するが、経験されるの
は稀である。それゆえに臨界電流に到達する前に数μT
の磁界を発生させることができるスクリーニングコイル
が適当である。磁界のこのレベルでは、もしスクリーニ
ング磁界が約1%まで均一であるならば、基本磁界の均
一性への影響は無視できる。このことは数17で表され
た磁界展開式の最低の次数(nの最低値)だけを実際に
考慮する必要があるということを意味する。
の選択の融通性は、構造を簡単化するために更に別の制
約を受け入れることが最適化処理の範囲内で可能である
こと、例えばスクリーニングコイルが磁石コイルの表面
上に置かれ追加の巻枠を必要としないことを意味する。
ニングコイルは、コイル寸法が表1に記載された磁石に
対する外部妨害に対してスクリーニングを提供するよう
に設計されている。中心線OXからの軸線方向位置がc
mで与えられている。この磁石は38.2Hの自己イン
ダクタンスを有し、2.65mT/Aの中心磁界を作り
出す。
上に直接的に単層で巻かれている。スクリーニングコイ
ルの軸線方向位置及び寸法が表2に記載されている。す
べてのコイルが図3に示すように同一方向へ延びて直列
に接続されるとき、この組のコイルの自己インダクタン
スは76.9mHであり、中心磁界での寄与は0.14
mT/Aである。主コイルとの結合係数Kは0.21で
あり、スクリーニング係数はdB0 /dBd =0.
15である。
磁界は、磁石中心の周りに置かれた50cm直径の球形
領域にわたり1.1%まで均一である。
す小さい超伝導スイッチ32を経て直列に接続されてい
る。スイッチ32は、スイッチを超伝導状態から常伝導
状態へ移行させるために小さい加熱要素により加熱でき
、その場合にはスイッチの抵抗は約100Ωである。 この状態ではスクリーニングコイル中の電流が急速にゼ
ロへ減衰するので、スイッチはスクリーニングコイルへ
の結合を避けるために主磁石の起動又は停止時に用いる
ことができる。スイッチ32はまた本質的に非常に小さ
い臨界電流のために限流機能を有し、それにより磁石が
クエンチする場合に、もしスクリーニングコイル中の電
流が過度に上昇するならば、例えばスイッチは常伝導状
態へ切り換わる。主磁石コイル自体は主超伝導スイッチ
30を経て結合されている。
イッチが10A以下の臨界電流を有し、この種のスイッ
チは細い超伝導線を用い特殊な技術を必要とせずに容易
に得られる。そのときこのスイッチを横切って発生する
おそれのある最大電圧はクエンチ期間中でさえ非常に小
さい。
、主磁石電流の自然の減衰の影響が絶えずスクリーニン
グコイルの電流を増加させる。仮にこの電流がスイッチ
の常伝導状態への突然の移行により制限される約10A
に到達することを許されるならば、撮像領域における磁
界への影響は10×0.011×0.14mTすなわち
15μTの不均一性となる。高性能用途に対してはこの
ことは望ましくない。この問題を克服するために図4に
示すようにリセット回路を用いることができる。リセッ
ト回路は設定された間隔で信号を供給するタイマ回路3
1を備える。高性能用途に対してはタイマ回路は24時
間ごとに信号を供給するように調整できるが、週1回の
間隔が一般に十分であると考えられる。この信号は一定
期間(例えば5秒)のパルスをヒータ電源34へ供給す
るパルスタイマ33へ供給される。
めの小さい加熱要素36を加熱する。これはスクリーニ
ングコイルの電流をゼロへ減衰させるのに十分であるの
で、均一性への蓄積的作用が生じない。磁界が立ち上げ
られている間連続的に、及び自然減衰率が高かった後に
短期間の間、この同じ装置を加熱要素36を付勢するよ
うに調整することもできる。図4では、符号38はスク
リーニングコイルを示し、符号40は主磁石コイルを示
す。主超伝導スイッチ30もまた別の電源44により給
電される加熱要素42に結合されている。両電源34、
44は主磁石電源46から制御される。
の加熱要素42を付勢するための磁石電源46からの制
御信号が、スクリーニングコイルスイッチの加熱要素3
6を付勢するためにも用いられる。これは主磁石電流が
設定されている間にスクリーニングコイルの電流が流れ
ないことを保証するので、主磁石電流は要求される中央
磁界に対して正しく設定される。
斜視図である。
方向断面図である。
ルの回路図である。
実施例の回路図である。
イル E、E′、F、F′ 第2の超伝導コイルa、a′、
b、b′、c、c′、e、e′、f、f′ スクリー
ニングコイル 32 超伝導スイッチ 33 パルスタイマ 34 ヒータ電源 36 加熱要素
Claims (5)
- 【請求項1】 第1の磁界を発生させる第1の超伝導
コイル組立体(A〜D)と、第2の磁界を発生させる第
2の超伝導コイル組立体(E〜F′)とを備え、第2の
超伝導コイル組立体が第1の超伝導コイル組立体と電気
的に直列に接続され、第1及び第2の超伝導コイル組立
体はそれぞれ相応する磁界成分がほぼ同程度の大きさで
ある磁界を使用時に発生させ、両コイル組立体は合成均
一磁界が作業容積内に発生しかつ第2の磁界がほぼ磁石
組立体の外部で第1の磁界に対抗するように配置された
磁石組立体において、磁石組立体が更に複数のスクリー
ニングコイル(a〜f′)を備え、各スクリーニングコ
イルが第1及び第2の超伝導コイル組立体のターン数に
比べて少数のターン数を有し、スクリーニングコイルは
閉ループを形成するように電気的に直列に接続され、か
つ第1及び第2の超伝導コイル組立体との相互作用が磁
石組立体の作業容積内の磁界への妨害作用の影響を低減
するのに役立ち、他方では作業容積内の磁界の均一性に
重大な影響を及ぼさないように配置されていることを特
徴とする磁石組立体。 - 【請求項2】 スクリーニングコイル(a〜f′)の
全部又は一部が1Aの程度の臨界電流を有する導線から
形成されることを特徴とする請求項1記載の磁石組立体
。 - 【請求項3】 スクリーニングコイルの全部又は一部
はその内部の1区画が1Aの程度の臨界電流を有する超
伝導線から形成されることを特徴とする請求項1又は2
記載の磁石組立体。 - 【請求項4】 スクリーニングコイルの全部又は一部
が内部に接続された常伝導体の区画を備える超伝導線か
ら形成されることを特徴とする請求項1ないし3の一つ
に記載の磁石組立体。 - 【請求項5】 スクリーニングコイル(a〜f′)と
直列に結合された超伝導スイッチ(32)と、スクリー
ニングコイルの電流を周期的にリセットするために超伝
導スイッチ(32)を加熱する装置(33、34、36
)とを備えることを特徴とする請求項1ないし4の一つ
に記載の磁石組立体。
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EP0468425A3 (en) | 1992-06-17 |
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