NL8801162A - Supergeleidend magneetstelsel met supergeleidende cylinders. - Google Patents

Description

* PHN 12.542 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Supergeleidend magneetstelsel met supergeleidende cylinders.

De uitvinding heeft betrekking op een magnetisch resonantie apparaat met een supergeleidend magneetstelsel voor het opwekken van een stationair magneetveld in een meetruimte en op een magneetstelsel voor een dergelijk apparaat.

5 Een supergeleidend magnetisch resonantie apparaat is bekend uit EP 138270 (PHN 10.800). Hierin wordt een apparaat beschreven met twee, in radiale richting, coaxiaal opgestelde spoelenstelsels voor het opwekken van een homogeen storingsvrij magneetveld in een meetruimte met strooiveldcompensatie door activering van het buitenste 10 spoelenstelsel.

Voor het genereren van sterke stationnaire magneetvelden in mr-apparaten wordt bij voorkeur gebruik gemaakt van supergeleidende magneetspoelen, in het bijzonder wanneer hoge eisen worden gesteld aan bijvoorbeeld de stabiliteit van het te genereren veld. Gebruikelijk 15 bestaat de supergeleidende spoel uit een solenoide of uit een aantal coaxiale spoelen. Het magnetisch veld is dan gericht langs de as van een door de spoelen gevormde cilinder en is gebruikelijk rotatie-symmetrisch.

Voor het bereiken van een zeer constant veld wordt een 20 dergelijke magneetspoel gewoonlijk in zichzelf kortgesloten. In deze "persistent mode" is de elektrische stroom door de spoel vrijwel constant, alleen een geringe restweerstand van de spoel kan leiden tot een geleidelijke stroomafname in de tijd. De vorm van het veld van een dergelijke spoel wordt voornamelijk bepaald door de vorm van het 25 spoelensysteem. Voor het corrigeren van afwijkingen van het veld van de beoogde vorm als gevolg van onvermijdelijke fabricage toleranties in de spoel wordt in het algemeen gebruik gemaakt van al dan niet supergeleidende correctiespoelen of van stukjes magnetisch materiaal.

Dergelijke spoelen worden gewoonlijk gewikkeld uit een 30 draad met als supergeleidend materiaal een legering van het element niobium. Aangezien de supergeleidende overgangstemperatuur van deze materialen in het algemeen ruim beneden 25 K ligt worden dergelijke .8801162 't PHN 12.542 2 magneten gebruikelijk gekoeld met vloeibaar helium of heliumgas dat met behulp van een koelmachine is afgekoeld tot een temperatuur van bijvoorbeeld enkele graden boven het absolute nulpunt.

Een magneetspoel voor het opwekken van een relatief sterk 5 veld, bijvoorbeeld ten minste 1 Tesla, in een voldoend grote meetruimte is van deze draad een groot aantal ampère windingen nodig en kan een onderbreking ergens in de draad de werking volledig verstoren.

Naast de bovengenoemde niobiumlegeringen is recentelijk een klasse van supergeleidende materialen bekend geworden die hier 10 kortweg zullen worden aangeduid als "keramische supergeleiders". Deze materialen kenmerken zich vooral door een overgangstemperatuur die beduidend hoger is dan 25 K.

Dergelijke materialen kunnen met een minimum aan koelvoorzieningen in de supergeleidende toestand worden gebracht, 15 waardoor zowel constructie als exploitatie van een grote supergeleidende magneet eenvoudiger een goedkoper zou kunnen worden. Helaas hebben de keramische supergeleiders ook enkele eigenschappen die ze minder geschikt doen lijken voor gebruik in een supergeleidend magneetsysteem. De maximaal toelaatbare stroomdichtheid waarbij deze materialen nog 20 betrouwbaar supergeleidend zijn is vaak beperkt. Voor een grote magneet is daardoor een groot geleider doorsnee-oppervlak gewenst. Verder zijn de keramische supergeleiders bros én daardoor moeilijk te verwerken tot draad. Vooral bij magneten waarbij de stabiliteit van het veld belangrijk is, is deze brosheid een probleem, omdat iedere onderbreking 25 in het gewenste supergeleidende kortgesloten circuit zal leiden tot elektrische weerstand en daardoor tot een afname van de stromen mogelijk locale verhitting.

De uitvinding beoogt genoemde bezwaren en beperkingen te ondervangen en daartoe heeft een magnetisch resonantie apparaat van de 30 in de aanhef genoemde soort tot kenmerk, dat het supergeleidend magneetstelsel is opgebouwd uit één of meerdere in zichzelf gesloten cylindervormige ringen uit supergeleidend materiaal.

In een magnetisch resonantie apparaat volgens de uitvinding is een uit dunne draag gewikkelde spoel vervangen door een 35 supergeleidend circuit ih de vorm van een in zichzelf kortgesloten cylindervormige ring. Een supergeleidende ring of cylinder houdt het omsloten magnetisch veld constant. Als op het moment dat de cylinder in .8801162 r PHN 12.542 3 de supergeleidende toestand wordt gebracht geen magnetisch veld aanwezig was zal dit veld ook afwezig blijven als daarna buiten de cylinder een magnetisch veld wordt aangelegd. Omgekeerd zal, als bij het supergeleidend worden een veld aanwezig is, de cylinder dit veld in 5 stand houden ook als het externe veld wordt veranderd of uitgeschakeld.

Dit verschijnsel is bekend als het "invriezen" van een magnetisch veld.

Doordat het supergeleidend materiaal nu de vorm van een doorlopende cylindermantel of ringbedekking heeft, is het bezwaar van locale quenching ondervangen, immers naastliggend supergeleidend materiaal 10 neemt de stroom hier moeiteloos over. Door de betrekkelijke instabiliteit van niobium-supergéieiders, gaan deze reeds bij betrekkelijk geringe stroomdichtheden over in de normale (weerstands)toestand. Een belangrijke factor die bijdraagt aan deze instabiliteit is de zeer lage soortelijke warmte van deze materiale in 15 supergeleidende toestand. Dit stabiliteitsprobleem is slechts te ondervangen door de niobium-legering te gebruiken in de vorm van dunne draden opgesloten in een mantel van een elektrisch geleidend materiaal, zoals koper.

Bij de keramische supergeleiders is het probleem van 20 spontane overgang naar de normale toestand veel kleiner, vooral ook omdat bij de hogere temperaturen, waarbij deze materialen nog supergeleidend zijn, de soortelijke warmte vele malen groter is dan bij de zeer lage temperaturen voor niobium legeringen. Dit maakt het aantrekkelijker om voor de veld-invriesmethode voor grote systemen 25 gebruik te maken van deze supergeleidende materialen.

In een voorkeursuitvoering wordt het supergeleidend magneetstelsel gevormd door een enkele magneetveldcylinder uit een supergeleidend met materiaal opgenomen in een dewar een zodanige thermische isolatie dat de cylinder op een overgangstemperatuur voor 30 supergeleiding kan worden gebracht en gehouden. Om met dit systeem een magnetisch veld te kunnen genereren wordt gebruik gemaakt van een hulpspoel die binnen in de magneetveldcylinder of er omheen wordt geschoven. De hulpspoel kan de conventionele spoel zijn die is gewikkeld uit bijvoorbeeld koperdraad maar kan ook een supergeleidende spoel zijn, 35 die is afgekoeld tot beneden de overgangstemperatuur. Met de meetveldcylinder in de normale toestand wordt een hulpspoel op een gewenste veldsterkte ingesteld. Als die is bereikt, wordt de

____J

*8801162 * ·» PHN 12.542 4 magneetveldcylinder afgekoeld tot beneden de overgangstemperatuur. Als vervolgens de stroom in de hulpspoel wordt uitgeschakeld wordt in de cylinder een zodanige stroom geïnduceerd dat het veld binnen de magneetveldcylinder gehandhaafd blijft. Als de hulpspoel zich binnen de 5 magneetveldcylinder bevindt zal het resulterende veld, afhankelijk van de koppelfactor, wel wat zwakker zijn dan het oorspronkelijke veld van de hulpspoel maar daarmede kan a-priori rekening worden gehouden. Aangezien het invriezen van het veld in korte tijd kan gebeuren is het niet nodig de hulpspoel te ontwerpen voor continubedrijf; in veel 10 gevallen zal daarvoor een koelsysteem dan ook niet nodig zijn. Zodra de stroom in de hulpspoel tot nul is teruggebracht kan deze uit de magneetveldcylinder worden verwijderd. Hierbij behoeven, als de hulpspoel niet is kortgesloten, geen grote elektro-magnetische krachten te worden overwonnen. Bij voorkeur is het supergeleidend materiaal van 15 de magneetveldcylinder een keramisch supergeleidend materiaal dat bijvoorbeeld op een drager is aangebracht.

Omdat de uiteindelijke vorm van het ingevroren veld mede wordt beïnvloed door magnetische velden afkomstig van bronnen buiten het spoelensysteem is ter vermijding daarvan in een verdere 20 voorkeursuitvoering om de supergeleidende magneetveldcylinder waarmee het veld wordt ingevroren een tweede cylinder als afschermcylinder met een groter diameter geplaatst. Het is gewenst de afschermcylinder in de supergeleidende toestand te brengen in afwezigheid van storende magnetische velden. Als de cylinders eenvoudig op een temperatuur 25 beneden de overgangstemperatuur kunnen worden vervoerd kan het invriezen van een veldvrij gebied binnen de afschermcylinder op een andere plaats gebeuren dan waar het systeem uiteindelijk wordt geïnstalleerd. Als een supergeleidende afschermcylinder aanwezig is werkt deze afscherming in twee richtingen immers storende externe velden worden afgeschermd van 30 het meetgebied, waarin een goed gedefinieerd magnetisch veld wordt gewenst, en bovendien wordt de omgeving afgeschermd tegen strooivelden die door de binnenste cylinder worden opgewekt.

Voor een efficiënt materiaal gebruik en ter voorkeuring van onregelmatigheden die zouden kunnen ontstaan indien de elektrische 35 stromen die in de supergeleidende cylinders worden geïnduceerd zo groot zijn dat daardoor de kritische stroomdichtheid van de gebruikte materialen wordt benaderd, wat vooral bij sommige keramische . 8801 162 Λ Γ ΡΗΝ 12.542 5 supergeleiders relatief gemakkelijk op kan treden, zal het localedoorsneeoppervlak van de supergeleidende cylinders voldoende groot moeten worden gemaakt. Waar de stroomverdeling over de cylinder, in axiale richting, niet homogeen behoeft te zijn, kan door de laag 5 supergeleidend materiaal een locaal aangepaste dikte te geven worden gezorgd voor een homogene belasting van het materiaal, dat wil hier zeggen een zo goed mogelijk uniforme stroomdichtheid, met een waarde die bijvoorbeeld een gegeven marge onder de kritische stroomdichtheid ligt.

Waar de kritische stroomdichtheid afhankelijk is van de locale 10 magnetische veldsterkte kan ook daarmede met dikte-aanpassing rekening worden gehouden.

Als het aanbrengen van een supergeleidende laag van voldoende dikte om technische of economische redenen is beperkt, kan de cylinder worden vervangen door een stapel, in axiale richting gemeten 15 platte ringen waarop een, of aan beide axiale uiteinden een, in zichzelf gesloten laag supergeleidende materiaal is aangebracht. Het invriezen van een magnetisch veld in een dergelijk stelsel van kortgesloten ringen kan op dezelfde wijze worden uitgevoerd als hierboven is beschreven.

Voor aanpassing van de doorsnede aan supergeleidend materiaal kan de 20 laagdikte van het supergeleidend materiaal of bij gebruik van uniforme laagdikte, de dikte van de draagringen in axiale richting van de cylinder worden gevarieerd.

Supergeleiders hebben veelal een zekere restweerstand die vooral afhankelijk is van de verhouding van de werkelijke 25 stroomdichtheid tot de kritische stroomdichtheid. De restweerstand neemt toe naarmate de stroom in de supergeleider groter is. Als de kritische stroomdichtheid dicht wordt benaderd kan een relatief grote drift in de sterkte van het ingevroren magneetveld optreden. Deze drift kan worden beperkt door binnen de magneetveldcylinder die het gewenste veld 30 genereert een derde supergeleidende cylinder te plaatsen. Als deze stabilisatiecylinder pas in de supergeleidende toestand wordt gebracht nadat het veld van de hulpspoel is uitgeschakeld zal de hierin geïnduceerde stroom vooralsnog klein zijn. Door stroomtoename in de stabilisatiecylinder zal vanaf dat moment driftverlies als gevolg van 35 stroomafname in de magneetveldcylinder worden gecompenseerd.

Een stabilisatiecylinder kan ook worden gebruikt voor verbetering van de plaatsafhankelijkheid van het veld in de meetruimte.

.8801162 Μ ♦ ΡΗΝ 12.542 6

Op het moment dat het veld van de hulpspoel n; ingevroren en de stroom in de hulpspoel is uitgeschakeld zal het resulterende magnetisch veld mogelijk afwijken van bijvoorbeeld een gewenste homogeniteit. Deze afwijkingen kunnen worden gecorrigeerd met behulp van correctiespoelen 5 die een onderdeel kunnen zijn van een hulpspoel-systeem. Als de gewenste veldcorrectie is ingesteld kan deze worden vastgehouden door de stabilisatiecylinder in de supergeleidende toestand te brengen. De correctiespoelen kunnen daarna uit het systeem worden verwijderd. Het hulpspoelsysteem kan naast de correctiespoelen ook meetspoelen bevatten 10 voor locale veldmeting.

Een magnetisch resonantie apparaat bevat voor selectie van af te beelden gebieden een stelsel gradientspoelen. Deze zullen hier bij voorkeur binnen het supergeleidende systeem worden geplaatst. Bij bekende supergeleidende magneten treedt daarbij als nadeel het effect op 15 van wervelstromen die door deze gradientspoelen kunnen worden geïnduceerd, bijvoorbeeld in onderdelen van de thermische isolatie van de supergeleidende magneet. Dit nadeel is hier in een voorkeursuitvoering vermeden doordat geen elektrisch geleidende wanden tussen de binnenste supergeleidende cylinder en het 20 gradientspoelensysteem zijn opgenomen. De gradientspoelen zullen dan wel stromen induceren in de supergeleidende cylinder maar deze hebben geen exponentieel verval in de tijd, waardoor de bekende nadelen voor de beeldvorming niet optreden. Bij het ontwerp van de gradientspoelen kan met het constante effect van de supergeleidende cylinder rekening worden 25 gehouden. Daarbij kan het nodig zijn de binnenste supergeleidende laag te optimaliseren voor een optimaal wisselstroomgedrag.

Aan de hand van de tekening zullen in het onderstaande enkele uitvoeringsvoorbeelden volgens de uitvinding nader worden beschreven. In de tekening toont: 30 Figuur 1 een magnetisch resonantie apparaat;

Figuur 2 een supergeleidend magneetstelsel daarvoor, met een enkele supergeleidende cylinder;

Figuur 3 een supergeleidend magneetstesel daarvoor, uitgerust met een supergeleidende afschermcylinder; 35 Figuur 4 een supergeleidend magneetstelsel daarvoor, uitgerust met een supergeleidende stabilisatie cylinder en

Figuur 5 een supergeleidend magneetstelsel daarvoor met .8801162

V

PHN 12.542 7 meerdere axiaal gestapelde platte supergeleidende ringen.

Een magnetisch resonantie apparaat zoals weergegeven in figuur 1 bevat een supergeleidend magneetstelsel 2 voor het opwekken van een stationnair magneetveld, magneetspoelen 4 voor het opwekken van een 5 gradientveld, een voedingsbron 6 voor het magneetstesel 2 en een voedingsbron 8 voor de gradientspoelen 4. Een rf-spoelenstelsel 10 dat bijvoorbeeld zowel voor het opwekken van een radiofrequent gepulseerd magneetveld als voor het detecteren van door het radiofrequente veld in een te meten object opgewekte kernspinresonantie. Bij het zenden is het 10 rf-spoelenstelse 10 verbonden met een radiofrequentbron 12. Bij het detecteren is het spoelenstelsel 10 verbonden met een detectieversterker 14. De versterker 14 is hier verbonden met een gelijkrichter 16 die met een centrale besturingsinrichting 18 is verbonden. De centrale besturingsinrichting 18 bestuurt verder een modulator 20 voor de 15 radiofrequentbron 12, de voedingsbron 8 voor het gradientveld en een monitor 22 voor beeldweergave. Een hoogfrequentoscillator 24 stuurt zowel de modulator 20 voor de radiofrequentbron 12 als de meetsignalen verwerkende fasegevoelige gelijkrichter 16.

Figuur 2 toont een magneetstelsel 2 in een meest 20 eenvoudige vorm, bestaande uit een enkelvoudige cylinder 30 uit supergeleidend materiaal. Een dergelijke cylinder heeft een diameter van bijvoorbeeld 1,0 meter en een lengte van bijvoorbeel 1,2 meter. Het supergeleidend materiaal vormt een gesloten manteloppervlak 34 van de cylinder. Omdat het veelal moeilijk is een zelfdragende cylinder uit 25 supergeleidend materiaal te vormen is voor het maken van de spoel eerst een draagcylinder 36 gevormd die bijvoorbeeld uit metaal maar ook uit keramiek of een kunststof kan bestaan. De wanddikte van de draagcylinder is bijvoorbeeld dikte van de laag supergeleidend materiaal is over het gehele mantelvlak uniform of in axiale richting gezien locaal 30 variërend, aangepast aan een maximaal toelaatbare supergeleidende stroomdichtheid met een veiligheidsmarge daaronder. Om veldbelnvloeding door de drager in een meetruimte 28 zo veel mogelijk te voorkomen is het gunstig het supergeleidend materiaal aan een binnenzijde van de draagcylinder aan te brengen, maar noodzakelijk is 35 dat, mede afhankelijk van het gekozen dragermateriaal, niet. Het kan ook gunstig zijn op beide oppervlakken van de draagcylinder een laag supergeleidend materiaal aan te brengen. De draagcylinder kan ,8801162 < PHN 12.542 8 afhankelijk van de uitvoeringsvorm ook de functie van koudegeleider hebben, bijvoorbeeld voor sneller en gelijkmatiger afkoelen of opwarmen van het supergeleidend materiaal, maar kan ook juist als thermische isolator fungeren wanneer het bijvoorbeeld bij een dubbele bedekking 5 gewenst is dat tijdelijk één van de twee supergeleidende cylinders supergeleidend is en andere nog niet. Deze situatie kan ook gerealiseerd worden door gebruik te maken van cylinders uit supergeleidend materiaal met onderling een verschillende overgangstemperatuur. Om het risico van ongewenste locale overgang vanuit de supergeleidende toestand, veelal 10 quenchen genoemd, te reduceren is het gunstig dat de stroomdichtheid in het supergeleidend materiaal uniform is. Daar de nodige stroomverdeling in de cylindermantel voor een gewenste veldverdeling in de meetruimte bekend is, kan door dikte aanpassing de uniformiteit in de stroomdichtheid worden geoptimaliseerd. Als locaal de quench temperatuur 15 daalt als gevolg van bijvoorbeeld de sterkte van een locaal aanwezig magneetveld kan ook daarmede, door diktevariatie rekening worden gehouden. Voor het activeren van een dergelijke spoel kan gebruik worden gemaakt van een hulpspoel 38 die in feite geen deel uitmaakt van het magneetstelsel maar enkel de functie van activeren heeft. Hiertoe wordt 20 de hulpspoel 38 in of om de magneetveldcylinder 30 gebracht vervolgens zodanig geactiveerd dat een gewenst, door de cylinder omsloten magneetveld B wordt opgewekt. Vervolgens worden de supergeleidende magneetveldcylinder of cylinders tot in de supergeleidende toestand afgekoeld waarna de hulpspoel wordt verwijderd. Het magneetveld B is nu 25 door de supergeleidende magneetveldcylinder ingevroren en wordt daarin door persisterende kringstromen in de cylindermantel gehandhaafd. Door pas hierna verdere elementen van het resonantie apparaat te activeren kan worden voorkomen dat ook toevallig aanwezige stoorvelden worden ingevroren en een gewenste veldverdeling, bijvoorbeeld de gewenste 30 homogeniteit van het veld zouden verstoren.

Een magneetstelsel 2 als geschetst in figuur 3 bevat weer een supergeleidende magneetveldcylinder 30. Om deze cylinder is een supergeleidende afscherm cylinder 40 aangebracht, met behulp waarvan een strooiveld 42 van de magneetveldcylinder tussen beide cylinders wordt 35 gebundeld waardoor de ruimte buiten beide cylinders substantieel strooveldarm gemaakt kan worden en ook de uitgebreidheid van het strooiveld in axiale richting wordt gereduceerd. Evenals de cylinder 30 .8801162 s Λ w PHN 12.542 9 als geschetst in figuur 2 is het magneetstelsel als geschetst in figuur 3 opgenomen in een thermisch isolerende behuizing 44 die in de tekening schetsmatig is weergegeven en het magneetstelsel cylindervormig omsluit zodanig dat de meetruimte 28 vrij en toegankelijk blijft. Bij toepassing 5 van keramisch supergeleidend materiaal kan worden volstaan met een afkoeling tot bijvoorbeeld ongeveer 100 K waardoor bijvoorbeeld met vloeibare stikstof kan worden gewerkt en het koelsysteem zeer eenvoudig compact en goedkoop kan zijn. Ook kan dan op relatief eenvoudige wije worden gekoeld met bijvoorbeeld een koelmachine met een thermisch 10 geïsoleerde goede warmtegeleiding naar het supergeleidend materiaal of door een van daaruit circulerende gas of vloeistofstroom. Voor materialen die eerst boven kamertemperatuur supergeleidend worden kan het magneetstelsel in de behuizing 44 voor overbrengen in niet supergeleidende toestand worden opgewarmd.

15 In figuur 4 is een uitvoeringsvorm van een magneetstelsel 2 geschetst, waarbij binnen de veldcylinder 30 een supergeleidende stabilisatiecylinder 50 is opgenomen. Het voordeel van een stabilisatie cylinder is, dat variaties in de persisterende stromen in de magneetveldcylinder daardoor kunnen worden gecompenseerd, bijvoorbeeld 20 het langzame afnemen van de veldcylinderstroom door een optredende restweerstand of door locale quenching. Met behulp van de stabilisatie cylinder kunnen ook correcties in het veld van de veldcylinder worden aangebracht, dit zowel voor inhomogeniteiten in de persisterende stroom daarin als voor ten onrechte ingevroren velden. Een practisch voordeel 25 is verder, dat de veldcylinder nu relatief hoog kan worden belast, immers enige drift in de persisterende stroom is toelaatbaar en aanvullende stromen behoeven daar niet door te worden opgenomen. In verhouding tot de veldcylinder kan voor de stabilisatie cylinder met relatief weinig supergeleidend materiaal worden volstaan, er zullen 30 immers geen sterke persisterende stromen in worden opgewekt. De stabiliserende supergeleidende cylinder kan weer als zelfdragende cylinder of in de vorm van een mantelbedekking op een draagcylinder in de veldcylinder worden geplaatst. De stabiliserende cylinder kan ook worden gevormd door een reeds genoemde binnenmantelbedekking van de 35 cylinder 30. In het bijzonder zijn de stelsels volgens figuur 3 en figuur 4 gecombineerd tot een afschermd, gestabiliseerd magneetstelsel met dus drie supergeleidende cyinders.

.8801162 ·*· PHN 12.542 10

Een uitvoeringsvorm als geschetst in figuur 5 bevat een magneetstelsel 2 met één of meerdere supergeleidende cylinders 60, opgebouwd uit platte ringen 62 die hier elk bestaan uit een drager 64 aan weerszijden bedekt met een laag supergeleidend materiaal 66 maar die 5 uiteraard ook slechts aan één zijde kunnen zijn bedekt. Hierbij kan over eenzelfde axiale lengte meer supergeleidend materiaal worden opgenomen waardoor ook supergeleidend materiaal met een relatief lage maximaal toelaatbare stroomdichtheid bruikbaar is en kan anderzijds ook supergeleidend materiaal worden gebruikt dat slechts in relatief dunne 10 lagen kan worden aangebracht. Gedacht kan hierbij worden aan afzonderlijk te maken en daarna te stapelen ringen maar ook kan gedacht worden aan een cylinder die is opgebouwd door afwisselend supergeleidend en dragermateriaal op een startring aan te brengen. Een magneetveld 60 cylinder als geschetst kan weer een magneetstelsel 15 conform figuur 2 vormen maar deze cylinders kunnen ook deel uit maken van magneetstelsels als geschetst in figuur 3 en figuur 4. Ook hier kan weer door, in axiale richting gemeten, diktevariatie de stroomdichtheid voor het supergeleidende materiaal worden geüniformeerd dan wel aan locale veldsterkten worden aangepast. Het laaste kan nu ook worden 20 gerealiseerd door de axiale dikte van de draagringen of de supergeleidende ringen of beiden in axiale richting van de cilinder te variëren zoals in een onderzijde in figuur 5 is aangegeven, waardoor weer een axiaal gezien locaal variërende doorsnede aan supergeleidend materiaal is gerealiseerd.

25 Voor het meten van de veldverdeling in de meetruimte kan gebruik gemaakt worden van bekende meetinrichtingen maar deze kunnen ook deel uitmaken van de hulpcylinder 38, die dan is uitgevoerd om in de veldcylinder te worden geplaatst. De stabilisatie cylinder wordt dan pas supergeleidend gemaakt als de meetspoelen een correcte veldverdeling 30 meten. Door supergeleidend maken van de stabilisatiecylinder wordt het correcte veld dan ingevroren. In het bijzonder kan de stabilisatie cylinder ook van dienst zijn voor het vermijden van veldverstoringen als gevolg van eddy currents die door, aan het magneetstelsel toe te voegen gradiënt spoelen zouden kunnen worden opgewekt. Met de veldcorrectie kan 35 dan met de daarvoor nodige compensatie stromen rekening worden gehouden omdat die nu als persisterende stromen niet meer tijdsafhankelijk zijn.

.8801162

Claims (17)

1. Magnetisch resonantie apparaat met een supergeleidend magneetstelsel voor het opwekken van een stationair magneetveld in een meetruimte, met het kenmerk, dat het supergeleidend magneetstelsel is opgebouwd uit één of meerdere in zichzelf gesloten cylindervormige 5 ringen uit supergeleidend materiaal.

2. Magnetisch resonantie apparaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het magneetstelsel een enkelvoudige magneetveld cylinder uit op een drager aangebracht supergeleidend materiaal bevat.

3. Magnetisch resonantie apparaat volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het magneetstelsel een aan beide mantelzijden met supergeleidend materiaal bedekte draagcylinder bevat.

4. Magnetisch resonantie apparaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het magneetstelsel een supergeleidende 15 magneetveldcylinder bevat die is opgebouwd uit een reeks axiaal gestapelde met supergeleidend materiaal bedekte platte draagringen.

5. Magnetisch resonantie apparaat volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het magneetstelsel naast een supergeleidende veldcylinder een daar coaxiaal omheen liggende 20 supergeleidende afschermcylinder bevat.

6. Magnetisch resonantie apparaat volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het magneetstelsel een coaxiaal binnen een supergeleidende veldcylinder een supergeleidende stabilisatie cylinder bevat.

7. Magnetische resonantie apparaat volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de stabiliserende cylinder is ingericht voor compensatie voor veldafwijkingen van een door de veldcylinder opgewekt veld.

8. Magnetisch resonantie apparaat volgens conclusie 6 of 7, 30 met het kenmerk, dat de stabilisatie cylinder het magneetstelsel afschermd tegen veldverstoringen van, aan het magneetstelsel toe te voegen gradientspoelen.

9. Magnetisch resonantie apparaat volgens één der voorgaande conclusies 6, 7 of 8, met het kenmerk, dat de stabilisatie 35 cylinder wordt gevormd door een aan een binnenzijde van een draagcylinder voor de veldcylinder aangebrachte laag supergeleidend materiaal. .8801162 sr ¥ PHN 12.542 12

10. Magnetisch resonantie apparaat volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat althans de magneetveldcylinder is uitgerust met supergeleidend materiaal met in een axiale.richting variërende laagdikte.

11. Magnetisch resonantie apparaat volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de dikte van de supergeleidende ringen en/of van de draagringen in axiale richting van de cylinder varieert.

12. Magnetisch resonantie apparaat volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het supergeleidend materiaal 10 althans gedeeltelijk keramisch supergeleidend materiaal is.

13. Magnetisch resonantie apparaat volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een draagcylinder is uitgerust als koelgeleider voor afkoeling van supergeleidend materiaal.

14. Magnetisch resonantie apparaat volgens één der 15 voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat supergeleidend materiaal van het magneetstelsel van buiten het magneetstel uit afkoelbaar is.

15. Magnetisch resonantie apparaat volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat het supergeleidend materiaal met een circulerende koelmediumstroom koelbaar is.

16. Magnetisch resonantie apparaat volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat het supergeleidend materiaal afkoelbaar is via warmtegeleidende verbindingen tussen een extern koelmateriaal en het supergeleidend materiaal.

17. Magneetstelstel kennelijk bedoeld voor een magnetisch 25 resonantie apparaat volgens één der voorgaande conclusies. .8801162