JPH04504756A - 超伝導界磁コイルを備えた電磁石系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 超伝導界磁コイルを備えた電磁石系 この発明は、試験空間中に強い磁場強度とＮＭＲ断層撮影および／またはＮＭＲ 分光の研究に充分な均一性を有するＮＭＲ研究に適した一定磁場を発生させる超 伝導界磁コイルと、請求の範囲第１項の前段に規定する種類の構成とを備えた電 磁石系に関する。

この種の電磁石系は公知であって、この電磁石系には、均一領域の磁場方向であ る長手軸に関して同軸に配設された異なる平均直径の二つのコイルシステムがあ る。両システムは回転対称に形成され、長手軸に垂直な系の中心断面に対称に配 設されていて、電磁石の磁場を発生させる電流で励磁できる。前記両磁場は電磁 石系の外部空間で二つのコイルシステムの双極磁場を大幅に相殺することが少な くとも近似的に行われている（例えば欧州特許第０１３８２７ＯＡ２号明細書、 欧州特許第０１４４１７１　Ａ１号明細書、西独特許第３８２９１７５　Ａ１号 明細書および英国特許第２２０６２４２　Ａ号明細書）。

欧州特許第０１４４１７１　Ａ１号明細書によって公知の電磁石系では、双極磁 場をこの電磁石系の外部空間で大幅に補償させる界磁コイルが固定結線で直列に 接続されている。西独特許第３８２９１７５　Ａ１号明細書によって公知の電磁 石系では、逆向きの二つの磁気モーメントを発生させる界磁コイルの直列回路の 代わりに、これ等の界磁コイルの並列回路も開示している。事実、これ等の公知 の系は異なる強度の電流で駆動され、そこには外部空間でのシールド作用がさし たる影響もないが、利用できる磁場強度が外部界磁コイルによって生じる磁場が 常時内部界磁コイルによって生じる磁場のとは反対に向くことによって内部界磁 コイルによって生じる磁場の絶対磁場強度より小いさいある値に制限される。

これとは異なり、冒頭に述べた種類の公知の電磁石系は、欧州特許第１３８２７ ０　Ａ２号明細書と英国特許第２２０６２４２Ａ号明細書により構成され、二つ の超伝導界磁コイルには異なる電流強度の電流が印加される。その場合、両方の 界磁コイルの少なくとも一方の電流の印加が誘導的に行われ、両方の界磁コイル はそれぞれ固有の閉じた電流回路を形成している。遮蔽（外部）界磁コイルにあ る値の電流強度まで印加することに応じて、実験の場合に利用できる磁場強度が 最小値と最大値の間にで可変できる。前記最小値は外部遮蔽界磁コイルが（内部 界磁コイルの所定の印加電流時に）運転電流強度の最大値まで印加される時に生 じ、前記最大値は外部遮蔽界磁コイルに電流が印加されない場合に生じる。

外部空間の外部界磁コイルによって有効に遮蔽できる公知の電磁石系を用いて、 実験空間で利用できる磁場強度は、それ故、多くの研究目的に対して少なすぎる ため、これ等の公知の電磁石系はどんな場合でも断層撮影試験に適している。こ の研究では何よりもできる限り広い試験空間で良好な均一磁場となることにある が、磁場強度が強いことが決定的に大切であるのではない。これに反して、試験 目的には、例えば適度な磁場強度の場合できる限り広い試験空間の磁場の良好な 均一性がそれほど重要でないが、それにも係わらず比較的狭い試験空間での磁場 の均一性が良好である場合、できる限り強い磁場強度が重要であるＮＭＲ分光実 験が、既知の電磁石系が適していない。

この発明の課題は、それ故、簡単な構造であるにこ係わらず、ＮＭＲ断層撮影に も分光目的、即ち例えば自然科学の分析研究に同じように適している冒頭に述べ た種類の電磁石系を改良することにある。

上記の課題は、この発明により、運転様式切換開閉装置を設け、この装置によっ て電磁石系が双極磁場の（大幅な）補償をこの電磁石系の外部空間で行う運転様 式の代わりに、少なくとも両方のコイル系によってそれ等の中心に発生する磁場 を再調整する運転様式にも切り換えることができることによって解決されている 。

この発明による電磁石系には、利用者から見て、二つの異なった利用可能性、つ まり一方で比較的低い磁場強度であるが、均一磁場空間が広い遮蔽運転か、他方 で比較的狭い試験空間で同様に良好な磁場均一性で相当高い磁場強度を利用する 高磁場運転への、利用可能性に関する自由選択権ができると言う利点かがある。

この発明による電磁石系が先ず特別なものとして実験目的に適していて、ここで は、どんな時にも実験的な周辺条件の適用範囲が、診断医療用分野、例えば全身 断層撮影よりも広く、そに対して、この発明による電磁石系が、遮蔽運転に設定 して、同じように良好に適している。

製造メーカー側には、注目される利点として、同じ同一の電磁石系が対応する異 なった利用目的に採用でき、それ故に、製造の著しい合理化と、それにも係わら ず最小在庫期間を低減して供給能力を改善できる。

電磁石系の外部界磁コイルによって発生する磁場の強度の値に対する電磁石系の 内部界磁コイルによて発生する磁場強度の値の比が３／１の値を有すると、電磁 石系を高磁場運転する場合、電磁石系の被覆運転より２倍の値の磁場が得られる 。

請求の範囲第３項の構成によって指定される電磁石系の二つの界磁コイルの設計 では、電磁石系がより良好な均一度の磁場を発生させ、この磁場の重畳から両方 の界磁コイルを同じあるいは異なった電流特表千４−５０４７５６　（４） 強度の電流か流れるか否かに関係なく、再び磁場を形成する。この磁場の均一性 は両方の界磁コイルの均一性の少なくとも「より少ないＪ値に相当している。

請求の範囲第４項と第５項の構成によって、この発明による電磁石系の外部およ び内部界磁コイルの有利な特別な形態が提示される。これ等の電磁石系は請求の 範囲第３項の構成に相当するこの発明による電磁石の磁石系の外部および内部界 磁巻線の構成か提示され、これ等は請求項３の設計が対応している。

これと組み合わせて、請求の範囲第６項の構成が電磁石系の設計が提示されてい る。この系は被覆運転や高磁場運転で得られる磁場強度に関して請求の範囲第２ 項の設計が対応している。

これに関連して、請求の範囲第７項の構成によって特別な実施例が指定されてい る。この実施例は、全身断層撮影の応用にに適していて、遮蔽運転で中心部にＩ Ｔの磁場強度を、また高磁場運転で２Ｔの磁場強度を発生させる。

請求の範囲第８項により設けた、電磁石系の二つの界磁コイルの直列回路は、超 伝導電磁石系のクエンチ（Ｑｕｅｎｃｈ）信頼性の理由から有利である。

運転モード選択装置によって、超伝導電流を設定する（充電する）前に、電磁石 系をその都度所望の運転様式（遮蔽運転か、あるいは高磁場運転）に設定できる が、この運転モード選択装置は、簡単で、機械的な多極開閉器として実現でき、 何れの場合でも、コイル系を電気充電装置に永久接続する必要がある。

この難点は、請求の範囲第９項による超伝導回路網によって運転モード選択装置 として簡単に回避できる。この回路網は請求の範囲第１０項と第１１項により簡 単に実現できる。このような回路網によって、例えば巻線の割れから生じる電磁 石系の両方の界磁コイルの一方が故障した場合、他方の界磁コイルに再び電流を 流し、制限された均一性領域で磁場を発生させるのに利用することもできる。

この発明による電磁石系の可能性のある二つの運転様式で巻線に異なる力が作用 し、これ等の力がそれに応じて異なった、しかも僅かではあるが、界磁コイルと その巻線を担持するコイル巻枠の変形に通じ、その結果、磁場の均一性に異なっ た影響を与えるので、電磁石系に装備しゃすいシム（Ｓｈｉｍ）系もあり、この シム系によって界磁コイルの部分巻線の僅かなずれから生じる磁場の不均一を再 度補償できる場合、有利である。

請求の範囲第１３〜１９の構成により、代わりにあるいは組み合わせて利用でき るこれに関して適当なシム系の実現可能性が提示されている。

高磁場運転に対しても、外部からの電磁石系の最低シールドを得るため、および 、例えば両方の界磁コイルの一方のみを運転に利用するとか、自由になる場合、 付加的に鉄シールドも準備できる。両方の運転モードの何れに対しても、このよ うな鉄シールドの磁場強度への影響が、電磁石系を計算する場合、考慮されてい る（ｔ（、Ｂｒｅｃｈｎａ、　”５ｕｐｅｒ　ＣｏｎｄｕｃｔｉｎｇＭａｇｎｅ ｔ　Ｓｙｓｔｅｍｓ、　Ｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅ　Ｐｈｙｓｉｋ　ｉｎ　Ｅｉｎｚ ｅトｄａｒｓｔｅｌｌｕｎｇｅｎ、　Ｂａｎｄ　１８．　Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖ ｅｒｌａｇ　Ｂｅｒｌｉｎ。

Ｈｅｉｄｅｌｂｅｒｇ、　Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ、　Ｌ、　Ｆ、　Ｂｅｒｇｍａｎｎ 　Ｖｅｒｌａｇ。

Ｍｕｎｃｈｅｎ、　１９７３）。

それ自体公知の方法で、正面板と、これ等の板と互いに連結し、梁状のシールド 要素とから成るこのような鉄シールド体が電磁石系を含むクライオスタットを直 接取り囲むように配設されていると、空間を節約する理由と、構造上の理由から 、特に有利である。

鉄シールド体は電磁石系の内部の磁場形状にも影響を与えるので、この鉄シール ド体が、電磁石の内部をできる限り良好な磁場均一性を保つ観点から、電磁石系 の種々の可能性のある運転様式に合わせることができれば、特に有利である。こ れには、請求の範囲第２２項の構成により特に簡単な可能性が提示されている。

この発明による電磁石系は、団体組織のシステムあるいはレンタルシステムとし て診療所から診療所または研究施設に移動し、そこで必要な運転モードに設定し た後、磁場を加え（電流を流す）ことができる移動式のシステムに特に適してい る。

電磁石系のこの種の構成では、電磁石系の輸送容器あるいは電磁石系を組み込む 車両の一部が鉄シールド体の機能要素として構成されていると、有利である。

この発明の他の詳細と構成は、図面に基づき以下の一つの特別な実施例のから判 る。

第１図、中心長手軸を含む放射状平面に沿った断面にした二つの界磁コイルから 成るこの発明による超伝導電磁石系、 第２図、運転モード選択装置としての超伝導回路網を備えた第１図の電磁石系の 単純化した模式回路図、 第３図、機械的な運転モード選択装置を備えた第２図に相当する表示での第１図 の電磁石系、第４図、第１図の電磁石系によって高磁場運転モードで発生する磁 場の磁力線（ＡｘＲ）の波形、 第５図、高磁場運転での第１図の電磁石系の外部空間での等磁場強度の磁力線の 波形、 第６図、第１図の電磁石系によって外部空間にシールド運転で生じる磁場の等磁 場強度の磁力特表平４−５０４７５Ｇ　（５） 線の波形、 第７図、第１図の電磁石系のシールド運転での磁力線（Ａ　ｘ　Ｒ）の波形、お よび 第８ａ図　高磁場運転モード（第８ａ図）に対する、と　あるいはシールド運転 モード（第８ｂ図）第８ｂ図、に対する第１図の電磁石系の中心での磁場の均一 性領域を説明するため、および、第９ａ図　第１図の電磁石系に関連し、種々の 運転モと　−ドで、ただ一つの界磁コイルに電流を流第９ｂ図　した場合に利用 でき、この運転様式に合わせた鉄シールド体の基本構造、正面から見た図面（第 ９ａ図）と模式的に単純化した斜視図（第９ｂ図）。

第１図にその詳細を詳しく示しである、全体で符号１０で示すこの発明による電 磁石系は内部界磁コイル１１と外部界磁コイル１２で構成された超伝導電磁石系 である。この電磁石系はただ模式的に示すクライオスタット１３中に配設されて いる。このクライオスタット中には、両方の界磁コイル１１と１２を超伝導にす るために必要な低温が長時間にわたって維持できる。

これに必要となる、超伝導コイル１１と１２を収納し、液体へリュームを充填で きるる容器と、このヘリューム容器を全面にわたって取り囲む液体窒素を充填で きる容器と、これ等の容器とクライオスタットの外壁の間に配設された真空室と 輻射シールドを備えたクライオスタット１３の構成は、それ自体公知であると仮 定できるの、詳しくは説明しない。

界磁コイル１１と１２およびクライオスタット１３は、それ等に共通な中心長手 軸１４に関して回転対称で、この軸に垂直で、第１図の図面に垂直に延びる電磁 石系１０の横断面１６に関して対称に形成されている。

内部および外部界磁コイル１１と１２は、それぞれそれ自体で、各コイル１１と １２を特徴付ける比較的大きいな中心空間領域１７と１８の内部で電磁石系１０ の中心軸１４に平行に指向し、高磁場強度の非常に均一な磁場を発生させるよう に構成されている。この磁場はＮＭＲ分光およびＮＭＲ断層撮影の研究に適して いる。

均一磁場領域１７と１８の内部で、中心１９に両方の界磁コイル１１と１２によ ってそれぞれ生じる磁場Ｂ１とＢ、に対する磁場強度ＢＯ１，ａから磁場強度の ずれΔＢ（ｒ、　ｚ）ｉ、ａの比ΔＢ（ｒ、　ｚ）ｉ／Ｂｏ＋あるいはΔＢ（ｒ 、　ｚ）ａ／Ｂｏ、の値が高々例えば１０　Ｉ）Ｉ）ｍの所定値に相当する均一 磁場領域の軸方向および半径方向の延びは、界磁コイル１１と１２の種々の構成 で一般的に異なった大きさである。しかし、ここに説明する特別ケ実施例では、 内部界磁コイル１１と外部界磁コイル１２の均一領域１７と１８はそれぞれほぼ 等しい大きさである。何故なら、外部界磁コイル１２の直径が大きいと小さい相 対均一性と大体釣り合うからである。

内部界磁コイル１１が１２次のコイルである、つまり、レジャンドル多項式で展 開した磁場Ｂ、の勾配が１１次まで消えていて、外部界磁コイル１２が８次、つ まりその磁場の勾配が７次まで消えている第１図に示す巻線構造体１１．１２で は、両方の界磁コイル１１と１２に対して定性的に均一性領域の図示する値の関 係が生じる。この領域は大体回転楕円体の形状を有し、その（共通の）回転軸は 電磁石系の長手軸１４である。

以上説明した二つの界磁コイル１１と１２の構成では、内部界磁コイル１１の均 一領域１７が外部界磁コイル１２の均一領域１８にほぼ等しい。

両方の界磁コイル１１と１２は、電磁石系の通常の、つまり乱れのない運転では 、直列に接続され、それ故同じ電流■が流れる。

両方の界磁コイルは、内部界磁コイル１１によって電磁石系の中心１９に発生す る軸上磁場の磁場強度Ｂ。ｌが、値に関して外部界磁コイル１２によって電磁石 系の中心１９に発生する軸上磁場の磁場強度ＢＯａより３倍大きいように互いに 特別な関係に設計される。その外、両方の界磁コイル１１と１２はその超伝導巻 線の幾何学配置に関して、両方の界磁コイル１１と１２によって電磁石系１０の 外部空間に発生するそれぞれの磁場の磁場強度か値に関して殆ど等しく、前記磁 場の形状が非常に良好な近似でそれぞれ磁気双極子の波形に等しいように構成さ れている。即ち、電磁石系ｌＯの中心１９からの最小距離以上、値に関して、電 磁石系１０の中心１９からの距離Ｒに依存し、距離Ｒが増加すると急激に減少す る（無視できるほど）小さい値ΔＢ　（Ｒ）はど互いに異なっている。

こうして、電磁石系１０の二つの運転様式が可能であって、それ等の一方が「シ ールド運転」で、また他方が「高磁場運転」と称される。

シールド運転のため、両方の界磁コイル１１と１２は、内部界磁コイル１１と外 部界磁コイル１２によって発生する磁場強度が互いに逆向きになるように通電さ れる。従って、電磁石系の外部空間にここで界磁コイル１１と１２によって生じ る磁気双極子磁場が有効に相殺され、その結果、電磁石系１０によって発生する 全体の磁場が外部に対してシールドされる。電磁石系１０のこのシールド運転で は、両方の界磁コイル１１と１２によって生じる各々の磁場の相互重畳により中 心１９での磁場強度の値は内部および外部界磁コイル１２自体によってそれぞれ 生じる磁場の強度の差Ｉ　ＢＯ，ｌ　−Ｉ　Ｂ、−に相当していて、この場合、 選択された特別な実施例を説明特表平４−５０４７５６　（６） するため、内部界磁コイル１１によって中心部１９にのみ生じる磁場の磁場強度 の２７３のみに相当する磁場強度であるが、シールド運転で生じる均一領域２１ が著し拡大する。それ故、電磁石系１０を断層撮影のために使用する場合、シー ルド運転が特に好ましい。高磁場運転では、両方の界磁コイル１１と１２によっ てそれぞれ生じる磁場は同じ方向を向く、つまり「加算的に」重畳するように界 磁コイル１１と１２に通電する。この運転モードで電磁石系１０の中心に生じる 磁場強度の値は、ここでは、界磁コイル１１と１２によってそれぞれ生じる磁場 の個別値の和Ｉ　Ｂａｔ　ｌ　＋　ｌ　Ｂｏ、ｌに相当し、シールド運転での二 倍になる。しかし、シールド運転と比較して、高磁場運転で利用できる均一領域 ２２の減少を甘受しなければならない。電磁石系１０の高磁場運転は、この系を ＮＭＲ分光の目的に使用する場合、特に適している。

電磁石系ｌＯを（代わりに）二つの運転モードで運転できるには、詳細を表す第 ２図に示しである全体に符号２２を付けた運転モード選択装置が装備しである。

この装置によって両方の界磁コイル１１と１２の電流印加が各運転モードに必要 な超伝導電流の方向で簡単に行える。

第２図には、図示を簡単にするため、共通の中心長手軸１４に対して同軸に配設 された両方の界磁コイル１１と１２は横に隣合わせに並へて図示しである。

運転モード選択装置２２は、図示している特別な実施例の場合、印加電流を外部 界磁コイル１２を介して、また印加電流の戻しを外部界磁コイル１２に直列に接 続された内部界磁コイル１１を介して行われ、内部界磁コイルの帰還接続端子２ ３がコイル１１と１２に電流印加後に除去できる導体要素２７を介して印加電流 供給装置２６の対応する接続端子２４に導電接続するように、構成されている。

内部界磁コイル１１の印加電流導入接続端子２８は、それぞれ−個の超伝導印加 電流通路２９または３Ｉを経由して外部界磁コイル１２の供給接続端子３２と３ ３に接続している。これ等の接続端子を介して（代わりに）電磁石系１０に電流 を印加する運転モードに応じて、充電装置３４によってこの装置の給電出力端３ ６に得られる印加電流を電磁石系１０に給電する。電磁石系の運転モード（高磁 場運転かあるいはシールド運転）の「選択」は選択スイッチ３７によって行われ る。このスイッチは（遮断）中央接点位置から、充電装置３４の印加電流の供給 出力端３６が第２図の図面による外部界磁コイル１２の一方の下部供給接続端子 ３２に導電接続する機能接点位置Ｉに切換できるか、あるいは第２図の図面によ る外部界磁コイル１２の他方の上部供給接続端子３３が充電装置３４の印加電流 出力端３６に導電接続する機能接点位置■に切換できる。

界磁コイル１２の供給接続端子３２と３３は、それぞれ超伝導運転電流通路３８ か３９を経由して内部界磁コイル１１の帰還接続端子２３に接続でき、電磁石系 １０の定常運転状態では接続されている。

印加電流通路２９と３１および運転電流通路３８と３９は、電気的に駆動できる 加熱要素によってその長さの部分で加熱でき、それによって超伝導状態から抵抗 導電性状態に移行できる。従って、それ等は電気スイッチとして駆動できる。こ のスイッチは投入によって各加熱要素を遮断状態にし、遮断状態で加熱エネルギ を再び超伝導状態にする。

印加電流通路２９と３１および運転電流通路３８と３９は、加熱要素４１と共に 超伝導スイッチ回路網を形成し、この回路網の可能な切換状態が電子制御装置４ ２によって、模式的に示すように、必要に応じて駆動される。

電磁石系１０をシールド運転のために電流印加するには、運転モード選択装置２ ２によって、以下のように制御される。

超伝導回路！１！２９，３１．３８．３９．４１を含めた電磁石系ｌＯを超伝導 状態に導入した後、外部界磁コイル１２の供給接続端子３３を内部界磁コイル１ １の印加電流導入接続端子２８に接続させる印加電流通路３１、外部界磁コイル １２の上記供給接続端子３３を内部界磁コイル１１の帰還接続端子２３に接続さ せる運転電流通路３９および外部界磁コイル１２の他の供給接続端子３２を内部 界磁コイル１１の帰還接続端子２３に接続させる運転電流通路３８は、これ等の 通路に付属する加熱要素４１によって加熱され、そのため、超伝導電流の通過を 遮断する。外部界磁コイル１２の供給接続端子３２を内部界磁コイル１１の印加 電流導入接続端子２８に接続する印加電流通路２９のみが先ず超伝導状態に保つ 。

印加装置３４から選択スイッチ３７を経由して電磁石系１０に入力する印加電流 は、印加期間で順次目標値まで上昇するが、この印加電流は、印加期間では、内 部界磁コイル１１の帰還接続端子を介して印加装置３４に戻る。両方の界磁コイ ル１１と１２は、それらの（共通の）中心長手軸１４に沿って見て、同じ巻き向 きを存し、選択スイッチ３７の機能接点位置■と印加電流通路２９の利用から生 じる電流導入部に逆向きに印加電流が流れるので、両コイルによって発生する、 矢印４３と４４で示しである磁場Ｂ、とＢ、は互いに逆向きになる。

印加電流がその目標値に達すると、運転電流通路３９の加熱を終える。従って、 この通路は超伝導状態になり、内部界磁コイル１１の帰還接続端子２３特表平４ −５０４７５６　（７） を外部界磁コイル１２の供給接続端子３３に接続させる。この接続端子を経由し て、電磁石系１０をシールド運転モードのため電流印加することが行われる。こ の印加装置１４はこの運転電流通路を経由して橋絡され、電磁石系１０のシール ド運転を行う超伝導状態の運転電流回路を閉じる。この状態になると、内部界磁 コイル１１の帰還接続端子２３を電流印加時に利用される外部界磁コイル１２の 供給接続端子３２に接続する運転電流通路３８の加熱も止める。そして、上に述 べた電流印加の様式の場合、利用される印加電流通路３１の加熱を止める。その 結果、この電流通路も超伝導状態になる。こうして、電流印加運転で選択スイッ チ３７の固定接点４６を外部界磁コイル１２の供給接続端子３３に接続し、印加 装置３４の帰還接続端子２４を内部界磁コイル１１の帰還接続端子２３に接続す る導体要素２７を除去して、超伝導電磁石系ｌＯが（抵抗性の）供給部分から取 り外される。

高磁場運転モードのために電磁石系１０に電流印加することは、選択スイッチの 機能接点位置■で行われる。この場合、電流導入期間中、印加電流通路３１が超 伝導状態に維持され、この通路が内部界磁コイル１１の印加電流導入接続端子２ ８を外部界磁コイル１２の供給接続端子３３に接続する。これに反して、電流印 加部分２９と運転電流通路３８と３９は電流印加時に加熱されるので、超伝導電 流を遮断する抵抗性の状態に維持される。こうして、印加電流は、電流印加装置 ３４の出力端３６から機能接点位置Ｉにある選択スイッチ３７を経由して外部界 磁コイル１２の供給接続端子３２に流れ、このコイルと超伝導状態に維持された 印加電流通路３１を経由し、そして内部界磁コイル１１の印加電流導入接続端子 ２８に流れ、この界磁コイルを経由して電流印加装置３４に戻る。電磁石系１０ を流れる超伝導電流がその目標値に達すると、運転電流通路３８の加熱を止める 。この電流通路はその後超伝導状態に達し、電流印加装置３４を橋絡し、超伝導 系の内部で電流通路を閉じる。その後、運転電流通路３９と印加電流通路２９の 加熱を止める。これ等の両方の電流通路３９と２９も同じ様に超伝導状態になる と直ぐ、内部界磁コイル１１の帰還接続端子２３を印加電流装置３４の帰還接続 端子２４に接続させる導体要素２７と、これに利用する外部界磁コイル１２の供 給接続端子３２を電流印加運転時に切換スイッチ３７の固定接点４７に接続する 導体要素２７とを除去して、電磁石系１０を供給側から電気的に切り離すことが できる。

外部界磁コイル１２に欠陥があると、電磁石系１０は未だ機能する内部界磁コイ ル１１で更に運転させることができる。これは、切換スイッチ３７の接点位置■ で超伝導状態に維持された印加電流通路３１を介して通電でき、運転電流通路３ ９を超伝導状態にすることによって短絡させることができる。従って、内部界磁 コイル１１の中を循環する超伝導電流が得られる。切換スイッチ３７の接点位置 Ｉでも、上に述べた外部界磁コイル１２の機能が故障した場合、内部界磁コイル １１は超伝導状態になっている印加電流通路２９を経由して電流の印加が行われ 、超伝導状態になった運転電流通路３８を介して短絡される。

他方、内部界磁コイル１１に欠陥が生じると、電磁石系１０が外部界磁コイル１ ２単独でも運転できる。これは、選択スイッチ３７の接点位置■で超伝導状態に 維持されている運転電流通路３８を介して通電でき、電流印加期間中に遮断され 、その後超伝導状態に移行した運転電流通路３８を介して短絡できる。選択スイ ッチ３７の接点位置Ｉでも、外部界磁コイル１２を、この場合には、超伝導状態 になっている運転電流通路３９を介して通電でき、電流印加期間中遮断状態に維 持された運転電流通路３８を介してこの通路を超伝導状態に移行させることによ って短絡できる。

上に説明した機能特性を有する超伝導電磁石系は外部および内部界磁コイルを互 いに逆向きの巻線方向にして巻装することによっても実現できることが判る。電 磁石系のこの種の構成で前提とすることは、前に高磁場運転モードに対して説明 したものと同じ電流印加が、電磁石系の、シールド運転に適した電流の流れを与 える。これに対して、前に説明したシールド運転モードに対するような電流印加 は高磁場運転モードに適した電流導入を与える。

上に説明した特別な機能を有する選択スイッチ３７は、両方の界磁コイル１１と １２によって発生する磁場の極性が問題にならない場合には、不要である。即ち 、ただこれ等の磁場が電磁石系１ｏのシールド運転で逆向きの極性を有し、高磁 場運転で同じ極性を存することのみを保証する必要がある。

第３図に詳細を示す電磁石系１ｏは、構造に関して、運転モード選択回路装置２ ２′の構成によってのみ第２図による電磁石系と相違している。この選択回路装 置は、ここでは、電気駆動できる簡単な切換リレーとして、あるいは機械可動接 点４８と４９を有する手動操作式の多極接点スイッチとして構成されている。機 能の点ては、電流印加装置３４が電磁石系１０の試験運転ないしは実験運転期間 中でもこの系に接続されたままにする必要があることによって相違している。

スイッチ２２′は二つの機能接点位置Ｉと■の間で切換される。その場合、切換 接点４８と４９の実線で示す機能接点位置■は、電磁石系１ｏの高磁場特表平４ −５０４７５６　（９） 運転モードに付属し、切換接点４８と４９の破線で示す機能切換位置Ｉはシール ド運転モードに付属する。

第３図に示す運転モード選択装置２２′の構成は、超伝導電磁石系１０にも、ま た抵抗性界磁コイル１１と１２を有する電磁石系にも適する。

異なる運転モード■と■に関連する外部界磁コイル１２によって生じるＢ、磁場 の方向には、それぞれ符号Ｉと■か付けである。

コイル系ｌＯの特別か構成を説明するため、今度はこれに関連する第１図の詳細 部を参照する。この図は、ある縮尺の縦断面図で、内部および外部界磁コイル１ １と１２の構成を再現したものである。

内部界磁コイル１１は合計６個の部分巻線６１〜６６で構成されている。これ等 の部分巻線は内部界磁コイル］ｌの軸方向全長し、の数分の−にわたって延びて いて、参照数字の順番で直列に接続されている。

これ等の部分巻線６１〜６６は、第１図の断面から見て、矩形断面を有する。内 部界磁コイル１１の部分巻線６１〜６６は、それぞれ同じ内径ｄ１を有する。

内部界磁コイル１１の二つの外部界磁巻線６１と６６は外径ｄａｌを有する。こ の外径は、最内側の部分巻線６３と６４の外径およびこの最内側の部分巻線と外 側界磁巻線６１および６６との間に配設された（中心）部分巻線の外径より幾分 大きい。この場合、これ等の中心部分巻線６２と６５および内側部分巻線６３と ６４は同じ外径ｄｓ２を有する。

内側部分巻線６３と６４の内側端面６７は、対称平面１６から軸方向間隔ａ、を 有し、外側端面６８は間隔ａ２を有する。

内部界磁コイル１１の中心部分巻線６２と６５の内部端面６９は対称平面から軸 方向間隔ａ３を有し、外側端面７１は軸方向間隔ａ４を有する。

外側部分巻線６１と６６の内側端面７２は、電磁石系１０の対称平面１６から軸 方向間隔ａ５を保有する。内部界磁コイル１１の外側部分巻線６１と６２の外側 端面７３の軸方向間隔ａ６は界磁コイルの半分の長さＬ１／２に相当する。

外部界磁コイル１２は、全体で４個の部分巻線７４〜７７で構成されている。こ れ等の部分巻線は参照数字７４，７５，７６．７７の順序で電気的に直列接続さ れ、外部界磁コイル１２の全長り、の一部分にわたってそれぞれ延びていて、第 １図の図面で見て、矩形断面を保有する。

部分巻線７５と７６の内側端面７８が、電磁石系１０の対称面１６から隔たって いる軸方向間隔は値ａ７になる。

部分巻線７５と７６の外側端面７９が、電磁石系ｌＯの中心対称面１６から隔た っている軸方向間隔は値ａ８になる。

外部界磁コイル１２の外側部分巻線７４と７７の内側端面８１が界磁コイルの対 称平面１６から隔たっている軸方向間隔は値ａ、になる。外部界磁コイル１２の 外側部分巻線７４と７７の外側端面８２が界磁コイルの対称平面１６から隔たっ ている軸方向間隔ａｌＧは外部界磁コイル１２の全長り、の半分の値し、／２に 相当する。

外部界磁コイル１２の外側部分巻線７４と７７はそれぞれ２８３２ターンである 。外部界磁コイル１２の内側部分巻線７５と７６はそれぞれ１０５６ターンであ る。外部界磁コイル１２の外側および内側部分巻線７４．７７と７５．７６の上 記巻線は、それぞれ半径方向に重なった１６の巻き層にして配設されている。

内部界磁コイル１１の外側部分巻線６１と６６はそれぞれ５３０４ターンである 。これ等の巻線は３４の巻き層にして半径方向に重ねて配設されている。

内部界磁コイル１１の中心部分巻線６２と６５はそれぞれ１９６０ターンで、２ ８の巻き層にして半径方向に重ねて配設されている。

内部界磁コイル１１の内側部分巻線６３と６４はそれぞれ１４５６ターンで、２ ８の巻き層にして半径方向に重ねげ配設されている。

内部界磁コイル１１の部分巻線６１〜６６と外部界磁コイル１２の部分巻線７４ 〜７７は、全体て相互に直列電気接続されているが、これ等の部分巻線は、電磁 石系１０を運転する場合、両方の界磁コイル１１と１２に対して同じ電流密度Ｉ 　／ｅｍｕが生じるように構成されている。

内部界磁コイル１１の部分巻線６１〜６６と外部界磁コイル１２の部分巻線７４ 〜７７は、筒形の円管状コイル担持体５１または５２である基本体に巻装されて いる。コイル担持体５１と５２はその外面に半径方向のリングフランジ５３と５ ４あるいは５５を装備している。これ等のフランジは対になって巻線ケースの軸 方向の制限部を形成している。これ等のケースの中には、内部界磁コイル１１の 部分巻線６１〜６６あるいは外部界磁コイル１２の部分巻線７４〜７７が軸方向 にずれないように保持され、半径方向に内向きに支えである。はぼ円管状の両方 のコイル担持体５１と５２はその端面でほぼリング状の横円板５６と５７によっ て機械的に互いに連結されている。コイル担持体５１と５２および横円板５６と ５７は、通常アルミニュームで作製されている。電磁石系１０をクライオスタッ ト１３の内部に固定組込する支持・保持構造体は、図面を見やすくするため、図 示されていない。コイル系１０を１２次のコイルである内部界磁コイル１１と８ 次のコイ特表平４−５０４７５６　（９） ルである外部界磁コイル１２とで特別に設計すると、これ等の幾何学的なパラメ ータａ、〜ａ＋Ｏ＋　およびｄ　ａｌ、ｄ　ａ２＋　およびり、とＤ２は、以下 の値を有する。即ち、 ａ、：　６．４３ｃｍ ａ２：　１４．２４　Ｃｍ ａｓ：　２８．９９　ｃｍ ａ、：　３９．５７ｃｍ ａｓ　：　６６．１３　ｃｍ ａｓ　：　８９．５０　ｃｍ ａ７：　１７．７７ｃｍ ａｓ　：　２５．６５　Ｃｍ ａｓ　：　７３．５０　ｃｍ ａ　＋ｏ　：　１００．００　Ｃｍ ｄ＋　：　６１．４３ｃｍ ｄ　ａｌ　：　６６．５３　ｃｍ ｄ　ａ２　：　６５．６３　ｃｍ Ｄ＋　：　９１．９３ｃｍ Ｄ、：　９４．３３　ｃｍ 界磁コイル１１と１２の上記（幾何学的）設計の電磁石系ｌＯは典型的な使用例 で８３３３　Ａ／ｃｍ口の電流密度で運転される。上記巻線と巻線層の場合、電 磁石系１０に１８７．５Ａの運転電流強度となった。

これ等の運転条件の下で、電磁石系１０は第４図に定量的に詳しく示すＢ磁力線 ８３の形状のＢ磁場を発生させる。この波形は電磁石系１０の外部空間で第一近 似で磁気双極場の波形に相当している。これに対して、電磁石系１０の内部空間 では、つまり内部界磁コイル１１の長さＬｌの中では、磁力線は電磁石系１の中 心長手軸１４にほぼ平行に延びている。図面を簡単にするため、第４図には磁場 の波形（Ａ　ｘ　Ｒ）の「第一」象限のみが、電磁石系１０の中心軸１４を含む 電磁石系１０の対称平面１６に垂直に延びる平面で示しである。この場合、図示 している領域の電磁石系ｌＯの中心１９から測定した軸方向および半径方向の範 囲はそれぞれ１６　ｍｍであった。

電磁石系１０を高磁場運転するため、更に詳細を補足的に示す第５図で、電磁石 系１０の外部空間に生じる等しい磁場強度の曲線８４（「等磁力線」）の経過が 示しである。これ等の曲線は電磁石系１０の対称平面１６とその中心軸１４がそ れぞれ直角に交わる楕円の輪郭にほぼ一致する。第５図の縮尺図面で５ｍＴの磁 場強度に相当する等磁力線８４５は電磁石系ｌＯの中心１９から測って、電磁石 系１０の対称平面１６と５．４ｍの半径方向の間隔で、また電磁石系１０の中心 軸１４と６．８ｍの軸方向間隔で交差する。この磁場強度の１７１０に相当する 等磁力線８４ｏ、ｓは、電磁石系ｌＯの対称平面１６と１２　ｍの半径方向の間 隔で、また電磁石系１０の中心長手軸１４と１４．５ｍの軸方向間隔で交差する 。

詳しく示す第６図には、第５図と（縮尺も）同じ等磁力線８６の波形の図面か電 磁石系１０のシールド運転に対して図示されている。この場合、電磁石系ｌＯの 中心１９でｌテスラの磁場強度になった。

ここでは、５　ｍＴの等磁力線８６５は、電磁石系１０の対称平面１６と約２． ３ｍの半径方向間隔で、また中心長手軸１４と２．５ｍの間隔で交差する。これ に対して、０．５ｍＴの磁場強度に対応する磁力線８６゜、は、それぞれ電磁石 系１０の中心１９から測って、電磁石系１０の対称平面１６と約３．９ｍの半径 方向間隔で、また電磁石系ＩＯの中心長手軸１４と４．４ｍの間隔で交差する。

中心長手軸２４から測って２５°と５５°の間にある、電磁石系ｌＯの中心１９ から見て約３０°の区分角度範囲αの中では、等磁力線８６は（図面で見て）電 磁石系１０の中心１９から凹み、楕円から相当ずれた波形を与える。この場合、 磁場の強度が０．５ｍＴの値に急激に低下する範囲は、電磁石系ＩＯの高磁場運 転モードよりも約係数１７３はど小いさい。

これは、電磁石系１０のシールド運転で、第４図に相当するが、縮尺が係数４は ど拡大されている図面を表す第７図で磁力線の波形（Ａ　ｘ　Ｒ）を詳細に読み 取れる、この電磁石系から生じる磁場が、「内部で」、即ち内部界磁コイル１１ と外部界磁コイル１２の「間で」大部分閉ざされ、乱れた磁場がほんの僅かな程 度でのみ電磁石系１ｏの外部空間に漏洩することになる。

関連する説明の部分に固有のものでないと記載する参照符号が第４〜７図中に示 しである限り、電磁石系１０の前で同じ部材を説明していると解すべきである。

詳細を読み取れる第８ａ図と第８ｂ図には、電磁石系１０の高磁場運転モード（ 第８ａ図）およびシールド運転モード（第８ｂ図）に対して、電磁石系１０によ って発生するＢ磁場の強度Ｂの電磁石系１０の中心１９の磁場強度の値Ｂ０から のずれΔＢ二Ｂ−Ｂｏの経過が、中心軸１４に沿って測定された中心１９からの 間隔の関数にして示しである。

第８ａ図と第８ｂ図を比較して直ちに理解できるように、磁場強度Ｂか中心で支 配されている磁場強度Ｂ０とは１０　ｐｐｍ以下はど異なる軸方向範囲は、高磁 場運転の場合、２・１Ｏ−５Ｔ以下はど、またシールド運転の場合、１０−’　 Ｔ　（Ｂ０＝　Ｉ　Ｔ　）以下はど異なる。即ち、シールド運転の場合、電磁石 系１ｏの高磁場運転の場合より約２０％より大きい。

この異なった均一性は、外部界磁コイル１２の８次の種々の負の係数から生じて いる。外部界磁コイル１２に負の電流が印加されるシールド運転では、８次の寄 与が回転軸に沿った均一領域と、回転軸に特表平４−５０４７５６　（ｊＱ） 垂直な鏡面で半径方向に均一領域との拡大を有利にする。

個々の部分が詳細に判る第９ａ図と第９ｂ図に基づき、最後に全体に符号８７を 付けた鉄シールド体の構成を簡単にできることを説明する。この鉄シールド体は 、例えば電磁石系１ｏを高磁場運転で使用している場合にも、電磁石系１０によ ってそれ以外では外部空間に生じる磁場の遮蔽も行う。同じことは、電磁石系１ ０を両方の界磁フィル１１と１２で運転する場合にも、有効に当てはまる。

このシールド体８７はシールド体８７の使用位置で電磁石系１０の中心軸１４に 一致する中心長手軸１４に対して四回対称に形成される。このシールド体８７は 、中心長手軸１４に垂直に延びる側板８８と８９と、これ等に互いに接続し、中 心長手軸１４に平行に延びる梁状の鉄製シールド部材９１と９２とで構成されて いる。前記シールド部材は図示していないボルトによって互いに取り外し可能に 固定連結される。側板８８と８９は円形で中心開口９３を有する。この開口の直 径は、電磁石系１ｏを保有するクライオスタット１３の中心穴９４の直径に一致 している。

梁状シールド部材９１と９２は台形状断面を有する鉄板として形成されている。

この板の側辺面９５あるいは９６は、第９ａ図と第９ｂ図の図面で内部梁状シー ルド部材９１あるいは外部梁状シールド部材９２の底面９７と９８あるいは９９ と１０１に対して４５°をなしている。この場合、梁状シールド部材９１と９２ は、中心長手軸１４の方向に延び、この軸に沿って切断される長手中心面１０２ と１０３は電磁石系１０と鉄シールド体８７を取り囲む全系の垂直長手中心面１ ０４とそれぞれ４５°の角度をなすように配設される。

鉄シールド体８７は、側板８８と８９がクライオスタット１３のカバーのリング 状側面の直ぐ近く、場合によって、これ等の側面に接して配設できるように、そ して内部梁状シールド部材９１のクライオスタットカバーの外部カバー面からの 軸方向間隔が小さくなる、つまり数センチメートルになるように構成される。そ の結果、鉄シールド体８７はクライオスタット１３を、その周回方向に見て一節 づつ直接取り巻く。

電磁石系１０の内部での磁場波形に対して鉄シールド体８７を適当に考慮するこ とによって、高磁場運転には磁場均一性の改善か達成される。同じことは、電磁 石系を二つの界磁コイルの一方１１または１２のみを用いて運転する場合にも、 効果的に当てはまる。この場合、もっとも鉄シールド体は、最適磁場均一性を得 るため、それぞれの運転に合わせる必要がある。

これに関する適合可能性は、鉄シールド体８７の場合、外部梁状シールド部材９ ２を離せるか、および／または側板８８と８９の有効肉厚を、第９ｂ図の左部分 に二律の側板８９で模式的に示すように、他の側板を除去するか、あるいは継ぎ 足すことによって可変できることによって与えられる。この場合、そのような側 板部材が、第９ｂ図に示しであるように、同じ板面や周囲の形状を有するのでな く、場合によっては、丸い円板としても形成でき、その外径が平行な縁端部の間 で測定される図示された側板の直径より充分小さいことが判る。

電磁石系１０に関連して使用できる鉄シールド体８７の構成の図示する可能性が 論じ尽くしえな（のでなく、可変適合可能な鉄シールド体の説明した基本原理を 認識する場合、当業者が計算および／または実験で必要に応じた構成を定め得る ことが簡単にできることが理解できる。

簡単のため図示しなかった特別な構成では、場合によっては、上に説明した鉄シ ールド体８７を含めて輸送可能なユニットとして形成される。このユニットは乗 物でそれぞれの設置場所に輸送できる、例えば電磁石系１０が専ら断層撮影のた めに使用される診療所に輸送できるか、あるいは、第一に分光目的に使用できる 研究施設に輸送できる。

この場合、そのような輸送可能な電磁石系１０を特別に構成し、この系が、電流 印加装置を含めて、輸送車両に固定組込されていて、輸送車両の一部が電磁石系 の鉄シールド体の機能要素として利用されていると、有利である。多種の利用を 可能にするこのような電磁石系１０の構成では、電磁石系は運転者にも、利用者 にも非常に経済的に使用できる共同のシステムあるいは賃借システムに適してい る。

特表平４−５０４７５６　（１１） Ｆｉｇ、　２　ｖ 日ｇ、３ ６ｍ 国際調査報告 −１−−１−一−１１４ＫＴ／ＤＥ９０１００３００国際調査報告 ＤＥ　９０００３００ ＳＡ　３６２０１

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. １．試験空間中に強い磁場強度と、ＮＭＲ実験、断層撮影および／または分光研 究に対して充分な均一性とを有する、ＮＭＲ研究に適した磁場を発生させる複数 の超伝導界磁コイルと、回転対称に形成され、系の長手軸に垂直な横断面に対し て対称に配設され、重畳磁場が生じる励磁電流を印加し、前記重畳磁場が電磁石 系の外部空間で二つのコイル系の双極磁場系の保証を少なくとも近似的に行う、 均一領域の磁場方向で際立った系の長手事項に対して同軸に配設された異なった 平均直径の二つのコイル系とを備えた電磁石系において、電磁石系（１０）がこ の電磁石系（１０）の外部空間の双極磁場を−大幅に−補償する運転モードの外 に、二つのコイル系（１１と１２）によってコイル系の中心に生じる磁場が整流 される少なくとも運転モードに切換できることを特徴とする電磁石系。
2. ２．内部界磁コイル（１１）と外部界磁コイル（１２）によって発生する磁場の 磁場強度ＢｏｉとＢｏａの値の比Ｂｏｉ／Ｂｏａは、近似的に値３を有すること を特徴とする請求の範囲第１項に記載の電磁石系。
3. ３．内部界磁コイル（１１）は、少なくとも８次のコイル、好ましくは１２次の コイルであり、外部界磁コイル（１２）は少なくとも６次、好ましくは８次のコ イルであることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の電磁石系。
4. ４．外部界磁コイル（１２）は、電磁石系（１０）の中心軸（１４）の方向に見 て、互いに軸方向の間隔を置き配設され、励磁電流によって同じ方向に通電され る同じ巻線密度の少なくとも４個の部分巻線（７４〜７７）を有し、これ等の部 分巻線は好ましくは同じ内径Ｄｉと同じ外径Ｄａを有し、この場合、外側巻線（ ７４と７７）の巻線数は内側巻線（７５と７６）の巻線数より２．５から３．５ 倍大きく、部分巻線（７４〜７７）の軸方向の厚さ（ｄａ−ｄｉ）は、平均直径 （ｄａ−ｄｉ）／２より小さく、この値の２〜４％になることを特徴とする請求 の範囲第３項に記載の電磁石系。
5. ５．内部界磁コイル（１１）は、電磁石系（１０）の中心軸（１４）の方向に見 て、互いに軸方向の間隔を置き配設され、励磁電流によって同じ方向に通電され る同じ巻線密度の少なくとも６個の部分巻線（６１〜６６）を有し、これ等の部 分巻線は好ましくは同じ内径ｄｉを有し、その場合、各内側巻線（６３または６ ４）と外側巻線（６１または６６）の間にある中心巻線（６２または６５）の巻 線数は内側巻線（６３または６４）の巻線数より１．３〜１．６倍大きく、外側 巻線（６１または６６）の巻線数は内側巻線（６３または６４）の巻線数より３ ．５〜４倍大きく、その場合、更に内側と中心の巻線（６３と６４あるいは６２ と６５）の半径方向の厚さ（ｄａ２−ｄａｌ）と外側巻線（６１と６２）の半径 方向の厚さ（ｄａｌ−ｄｌ）とは内径ｄｉより小さく、それぞれ内径の４〜６％ および５〜７％を有することを特徴とする請求の範囲第３項または第４項に記載 の電磁石系。
6. ６．内部界磁コイル（１１）の両外側巻線（６１と６６）の外側端面の間で測定 された長さＬ１は、おなじように測定された外部界磁コイル（１２）の長さＬａ の８５〜９５％の長さになり、外部界磁コイル（１２）の内径Ｄｌは外部界磁コ イル（１２）の軸方向の長さＬａの９０〜９５％に相当し、内部界磁コイル（１ １）の内径ｄＩに対する外部界磁コイル（１２）の内径Ｄｌの比Ｄｌ／ｄｌは１ ．４の値を有し、両方の界磁コイル（１１と１２）には、電磁石系（１０）を運 転する場合、同じ電流密度が印加されていることを特徴とする請求の範囲第４項 および第５項に記載の電磁石系。
7. ７．外部界磁コイル（１２）の軸方向の長さＬａは２ｍで、その内径は０．９２ ｍであり、内部界磁コイル（１１）の軸方向の長さＬｉは１．７９ｍであり、そ の内径ｄｉは０．６１４ｍとなり、外部界磁コイルの内側巻線（７５と７６）は それぞれ１０５６の巻線数を有し、外部界磁コイルの外側巻線（７４と７７）は それぞれ２８３２の巻線数を有し、内部界磁コイル（１１）の内側巻線（６３と ６４）はそれぞれ１４５６の巻線数、中心巻線（６２と６５）はそれぞれ１９６ ０の巻線数、および外側巻線（６１と６６）はそれぞれ５３０４の巻線数を有し 、内部および外部界磁コイル（１１と１２）の全ての巻線の電流密度（６１〜６ ６と７４〜７７）が８３３３Ａ／ＣＭ２である場合、励磁電流は１８７．５Ａの 値を有することを特徴とする請求の範囲第６項に記載の電磁石系。
8. ８．両方の界磁コイル（１１と１２）は直列に接続されていることを特徴とする 請求の範囲第１〜７項の何れか１項に記載の電磁石系。
9. ９．運転モード選択切換装置としては、超伝導回路網（２２）が装備されている ことを特徴とする請求の範囲第１〜８項の何れか１項に記載の電磁石系。
10. １０．回路網（２２）は４つの超伝導電流通路（２９，３１，３８と３９）を有 し、これ等の電流通路は超伝導電流を遮断する抵抗状態で加熱して制御でき、そ の場合、これ等の電流通路（２９，３１，３８と３９）を経由して、外部界磁コ イル（１２）の両方の接続端子（３２と３３）の各々が内部界磁コイル（１１） の両方の接続端子（２３と２８）の各々に接続できるか、あるいは遮断できるこ とを特徴とする請求の範囲第９項に記載の電磁石系。
11. １１．電流印加運転では、両方の超伝導電流通路の一方（２９または３１）のみ が開放され、この電流通路を介して両方の界磁コイル（１１と１２）の直列接続 が行われ、目標電流強度に達すると、その電流通路（３９または３８）も超伝導 状態にされ、この状態は電流印加装置を橋絡し、直列接続された界磁コイル（１ １と１２）の電流回路を閉じ、その後、両方の他の電流通路も同じように超伝導 状態に接続されることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の電磁石系。
12. １２．磁場勾配を発生させるシム系が装備してあり、この磁場勾配によって交番 運転モードでそれによって生じる磁場の均一性は試験空間内で少なくとも部分的 に相殺されることを特徴とする請求の範囲第１〜１１項の何れか１項に記載の電 磁石系。
13. １３．シム系は超伝導コイル系を保有することを特徴とする請求の範囲第１２項 に記載の電磁石系。
14. １４．シム系は外部界磁コイル（１２）の外側に配設されている複数のコイルを 保有することを特徴とする請求の範囲第１２項または第１３項に記載の電磁石系 。
15. １５．シム系は内部界磁コイル（１１９と外部界磁コイル（１２）の間に配設さ れている複数のコイルを保有することを特徴とする請求の範囲第１２〜１４項の 何れか１項に記載の電磁石系。
16. １６．シム系は抵抗コイル系を保有することを特徴とする請求の範囲第１２〜１ ５項の何れか１項に記載の電磁石系。
17. １７．抵抗性のシム系は、電磁石系（１０）のクライオスタット（１３）の室温 にされている中心穴の中に配設されていることを特徴とする請求の範囲第１６項 に記載の電磁石系。
18. １８．シム系の枠には、（受動的な）鉄シムも装備されていることを特徴とする 請求の範囲第１２〜１７項の何れか１項に記載の電磁石系。
19. １９．室温の中にある鉄シムは軸方向に移動可能に配設されていることを特徴と する請求の範囲第１８項に記載の電磁石系。
20. ２０．受動的な鉄シールド体（８７）が装備されていることを特徴とする請求の 範囲第１〜１９項の何れか１項に記載の電磁石系。
21. ２１．鉄シールド体（８７）は側板（８８と８９）およびこれ等を互いに軸方向 に連結させる梁状部材（９１と９２）を保有し、このシールド体は電磁石系（１ ０）のクライオスタット（１３）を直接取り囲んでいることを特徴とする請求の 範囲第２０項に記載の電磁石系。
22. ２２．鉄シールド体（８７）は、 （ｉ）全体を交換する構成、 （ｉｉ）部材を付加するおよび／または（ｉｉｉ）部材を除去するおよび／また は（ｉｖ）部材を交換するおよび／または（Ｖ）部材を移動させる、 ことによって電磁石系（１０）の異なった動作モードに組み換えできることを特 徴とする請求の範囲第２０項または第２１項に記載の電磁石系。
23. ２３．輸送車両の上に設置できるコンパクトなユニットとして、あるいは輸送車 両の中に組み込む装置として構成された移動システムに形成されていることを特 徴とする請求の範囲第１〜２２項の何れか１項に記載の電磁石系。
24. ２４．電磁石系の輸送容器および／または輸送車両の一部が鉄シールド体（８７ ）の機能部材として構成されていることを特徴とする請求の範囲第２３項に記載 の電磁石系。