JPH01206607A - 均一磁場発生用マグネット - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ＭＲＩ（磁気共鳴映像）装置などに用いら
れる均一磁場発生用マグネットに関し、特に構成が簡単
な均一磁場発生用マグネットに関するものである。

［従来の技術］ 従来より、ＭＲＩ装置においては、軸方向に強度むらの
ない高均一な磁場を発生するマグネットを必要としてい
る。

第６図は、例えば「日本放射線技術学会雑誌」、第４２
巻、第１号の第１４頁に記載された、従来の均一磁場発
生用マグネットを示す斜視図である。

図において、（１）は超電導マグネット、（２）超電導
マグネット（１）を構成する超電導主コイルである。（
３）は超電導主コイル（２）を収納するクライオスタッ
トであり、ヘリウム槽、真空槽等を含んでいる。通常、
超電導主コイル（２）とクライオスタット（３）とを合
わせて超電導マグネット（１）と呼んでいる。

又、第７図は第６図の超電導マグネット（１）と共に用
いられるシムコイル（４）を示す斜視図である。シムコ
イル（４）は、超電導主コイル（２）が発生する磁場Ｂ
に含まれる誤差を補正するものであり、超電導主コイル
（２）の内側又は外側に装着されている。

従来の均一磁場発生用マグネットは以上のように構成さ
れており、超電導主コイル（２）が発生する磁場Ｂをシ
ムコイル（４）で補正し、所要の均一磁場を得ている。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の均−磁場発生用マグネットは以上のように、高均
一磁場を発生させるためには超電導主コイル（２）の他
にシムコイル（４）が必要となるので、シムコイル（４
）を励磁するための電源も必要となり、構成が複雑にな
るという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、構成が簡単な均−磁場発生用マグネットを得
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る均−磁場発生用マグネットは、中空筒状
の超電導体の内壁及び外壁の少なくとも一方にテーパ部
を設け、軸方向の両端部の直径、を中間部よりも小さく
したものである。

［作用］ この発明においては、超電導体の励磁により中空部に発
生する磁場を、テーパ部により補正して高均一にする。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例を示す斜視図であり、Ｂは前述
と同様のマグネット内に発生する磁場である。

図において、（１０）は中空円筒状に形成された超電導
体であり、成形可能な材料、例えば最近報告されたビス
マス・ストロンチウム・カルシウム・銅の酸化物（１９
８８年１月２２日付は日本経済新聞の朝刊第１面参照）
などから構成されている。尚、成形する場合には、粉末
状の上記酸化物を型に詰め込んで加圧成形し、炉中で焼
結後、型を除去すればよい。

（１１）は円筒状の超電導体（１０）の外壁、（１２）
は超電導体く１０）の軸方向に貫通して設けられた中空
部、（１３）は中空部（１２）により画成された超電導
体く１０）の内壁、（１４）は軸方向の両端部において
内壁り１３）の直径が小さく形成されたテーパ部である
。

次に、第１図に示したこの発明の一実施例の動作につい
て説明する。

まず、超電導体（１０）の外部に電磁石なとの大形磁石
（図示せず）を配置し、超電導体く１０）の臨界温度以
上の周囲温度で、超電導体（１０）に外部磁場を印加す
る。続いて、周囲温度を臨界温度以下にして超電導体（
１０）を超電導状態にする。これにより、超電導体く１
０）に周回電流工が流れ、その後は、外部磁場を零にし
ても中空部（１２〉の磁場Ｂは発生し続ける。このよう
に超電導体（１０）を励磁する方法は公知である。尚、
ここでは、超電導体（１０）が第２種超電導体である場
合を想定しており、周回電流■は、超電導体（１０）の
上面のみでなく、超電導体（１０）の全体に亘って平行
に流れる。

こうして励磁された超電導体く１０）は、１ターンのソ
レノイドコイルと同等であり、周回電流■により発生す
る磁場Ｂの強度は軸方向の両端部で弱くなり、磁場Ｂの
空間均一性が悪くなるのが普通である。

しかし、この場合、内壁（１３）の軸方向の両端部に直
径の小さいテーパ部（１４）が設けられており、両端部
で磁束が絞られて磁場強度が上がるため、両端部におけ
る磁場強度の減少が抑制され、磁場Ｂは高均一磁場とな
る。

尚、上記実施例では、超電導体く１０）が第２種超電導
体である場合について説明したが、周回電流■が内壁（
１３）の表面のみに分布する第１種超電導体であっても
同等の効果を奏する。

又、内壁（１３）のみにテーパ部（１４）を設けたが、
第２図のように外壁（１１）にも同様のテーパ部（１５
）を設けてもよい。

又、内壁（１３）の形状を、軸方向の中間部から両端部
に向かって徐々に直径が小さくなる紡錘形にしたが、第
３図のように中間部の一定領域（１６）を同一の直径と
してもよい。同様に、第４図のように外壁（１１）の中
間部の一定領域（１７）を同一の直径として、両端部に
テーパ部（１５）を設けてもよい。

又、超電導体（１０）が第２種超電導体である場合に限
れば、第５図のように内壁（１３）の直径を一定として
、外壁（１１）のみにテーパ部（１５）を設けてもよい
。この場合、中間部では周回電流■が直径方向に広く分
布するため電流密度が小さくなり、相対的に中間部の磁
場強度が両端部より弱くなって磁場Ｂが均一となる。

又、超電導体（１０）を中空円筒状に形成したが、中空
楕円筒状等の他の中空筒状に形成してもよい。

又、テーパ部（１４）及び（１５）を均一形状としたが
、例えば、内壁（１３）の両端部に鉄片を付着するなど
の公知の技術を用いて、細かい凹凸形状としても同等の
効果を奏することは言うまでもない。

更に、ＭＲＩ装置用の均一磁場発生用マグネットを例に
とって説明したが、核融合装置や加速器などに適用され
てもよい。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、中空筒状の超電導体の
内壁及び外壁の少なくとも一方にテーパ部を設け、軸方
向の両端部の直径を中間部よりも小さく形成し、超電導
体の励磁により中空部に発生する磁場をテーパ部により
補正して高均一にするようにしたので、構成が簡単な均
一磁場発生用マグネットが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す斜視図、第２図はこ
の発明の第２実施例を示す斜視図、第３図はこの発明の
第３実施例を示す斜視図、第４図はこの発明の第４実施
例を示す斜視図、第５図はこの発明の第５実施例を示す
斜視図、第６図は従来の均一磁場発生用マグネットを示
す斜視図、第７図は第６図の均一磁場発生用マグネット
に用いられるシムコイルを示す斜視図である。 （１０）・・・超電導体　　　　（１１）・・・外壁（
１２）・・・中空部　　　　　（１３）・・・内壁（１
４Ｌ（１５）・・・テーパ部　　Ｉ・・・周回電流Ｂ・
・・磁場 尚、図中、同一符号は同−又は相当部を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 中空筒状に形成された超電導体から構成されると共に、
   内壁及び外壁の少なくとも一方にテーパ部が設けられ、
   前記内壁及び外壁の少なくとも一方の直径が、前記中空
   筒状の軸方向の両端部において中間部よりも小さく形成
   されたことを特徴とする均一磁場発生用マグネット。