JPH03250705A - 超電導マグネット - Google Patents
超電導マグネットInfo
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- JPH03250705A JPH03250705A JP2048230A JP4823090A JPH03250705A JP H03250705 A JPH03250705 A JP H03250705A JP 2048230 A JP2048230 A JP 2048230A JP 4823090 A JP4823090 A JP 4823090A JP H03250705 A JPH03250705 A JP H03250705A
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- magnetic field
- coil
- winding frame
- superconducting
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- Pending
Links
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Landscapes
- Particle Accelerators (AREA)
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。
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〕
本発明は超電導マグネットに関し、特に、核磁気共鳴装
置（以下、ｒＮＭＲ，と略称する）に使用される超電導
マグネットに関する。
置（以下、ｒＮＭＲ，と略称する）に使用される超電導
マグネットに関する。
超電導マグネットは、巻枠に超電導線材を巻回して形成
されるコイルに電流を流すことによってコイル中央のボ
アに強磁場を発生させるものであり、常電導のマグネッ
トに比べ消費電力が小さくコンパクトでありながら強い
磁界が得られるという利点がある。このため、今日では
ＮＭＲ等あらゆる分野で利用されている。
されるコイルに電流を流すことによってコイル中央のボ
アに強磁場を発生させるものであり、常電導のマグネッ
トに比べ消費電力が小さくコンパクトでありながら強い
磁界が得られるという利点がある。このため、今日では
ＮＭＲ等あらゆる分野で利用されている。
このような超電導マグネットにおいて従来は、巻枠とし
て主にステンレスを用いていた。
て主にステンレスを用いていた。
ところで、ＮＭＲ用の超電導マグネットにおいては導線
として化合物超電導線を用いることが多く、この場合、
導線の巻回時の歪による通電性能の低下を防止するため
に予め超電導線を巻枠に巻回した後にＮｂ３Ｓｎ等の化
合物相を生成するＷ＆Ｒ（Ｗｉｎｄ ＆ Ｒｅａｃｔ）
法が採用されている。
として化合物超電導線を用いることが多く、この場合、
導線の巻回時の歪による通電性能の低下を防止するため
に予め超電導線を巻枠に巻回した後にＮｂ３Ｓｎ等の化
合物相を生成するＷ＆Ｒ（Ｗｉｎｄ ＆ Ｒｅａｃｔ）
法が採用されている。
［発明が解決しようとする課題〕
しかし、従来の超電導マグネ、トは、巻枠がステンレス
であるため、ＮＭＲ用のマグネット等高磁場を発生する
ものに利用した場合に、巻枠自体が磁化し、ボア内の磁
場均一性に擾乱を起こし易かった。このような事態は特
に、１０−９７ｃｍ程度の高度な磁場均一性が要求され
るＮＭＲ用の超電導マグネットにおいては、致命的な問
題である。
であるため、ＮＭＲ用のマグネット等高磁場を発生する
ものに利用した場合に、巻枠自体が磁化し、ボア内の磁
場均一性に擾乱を起こし易かった。このような事態は特
に、１０−９７ｃｍ程度の高度な磁場均一性が要求され
るＮＭＲ用の超電導マグネットにおいては、致命的な問
題である。
かかる問題点を解決するために、巻枠を磁化しない銅に
よって成形することも考えられるが、この場合、前記Ｗ
＆Ｒ法による化合物超電導線を用いるような場合に強度
の面で問題がある。すなわち、Ｗ＆Ｒ法においては、８
００°Ｃ程の高温で１００〜２００時間の処理を行うた
め、銅等は熱によって焼鈍され、変形２変質を生してし
まい、超電導マグネットが正常に動作しない恐れがある
。
よって成形することも考えられるが、この場合、前記Ｗ
＆Ｒ法による化合物超電導線を用いるような場合に強度
の面で問題がある。すなわち、Ｗ＆Ｒ法においては、８
００°Ｃ程の高温で１００〜２００時間の処理を行うた
め、銅等は熱によって焼鈍され、変形２変質を生してし
まい、超電導マグネットが正常に動作しない恐れがある
。
従って、本発明の目的は常に正常にマグネットを作動さ
せるため、巻枠の機械的、熱的強度を低下させることな
く、磁場均一性の擾乱を防止できるようにした超電導マ
グネットを提供することにある。
せるため、巻枠の機械的、熱的強度を低下させることな
く、磁場均一性の擾乱を防止できるようにした超電導マ
グネットを提供することにある。
［課題を解決するための手段］
本発明は、巻枠の機械的、熱的強度を高い値に維持しつ
つ、磁場均一性の擾乱を防止するため、少なくとも磁場
発注領域に最も近いコイルの巻枠をチタンを主成分とし
た材料によって成形している。
つ、磁場均一性の擾乱を防止するため、少なくとも磁場
発注領域に最も近いコイルの巻枠をチタンを主成分とし
た材料によって成形している。
本発明に係る超電導マグネットは、少なくとも磁場発生
領域に最も近いコイルの巻枠をチタンを主成分とした材
料によって成形しているため、強い磁場の中にあっても
巻枠事態が磁化して磁場領域内の磁場状態に影響を与え
るようなこｋがない。
領域に最も近いコイルの巻枠をチタンを主成分とした材
料によって成形しているため、強い磁場の中にあっても
巻枠事態が磁化して磁場領域内の磁場状態に影響を与え
るようなこｋがない。
また、Ｗ＆Ｒ法によって超電導線に化合物相を生成する
ように高温処理を行う場合にも、巻枠がなまって変形、
変質するようなことが少ない。
ように高温処理を行う場合にも、巻枠がなまって変形、
変質するようなことが少ない。
以下、本発明の一実施例を図面を参照しつつ詳細に説明
する。
する。
図には、実施例に係る超電導マグネットの内部構造が示
されている。この超電導マグネットは、高分解能ＮＭＲ
分析用のものであり、超電導本体コイル１０，１２，１
４，１６．１８と、これらのコイルＩＯ〜１８をそれぞ
れ巻回する巻枠２０２２．２４，２６．２８と、超電導
シムコイル（図示せず）を巻回するシムコイル枠３０と
、マグネット全体を支持する支持脚３２とから構成され
ている。
されている。この超電導マグネットは、高分解能ＮＭＲ
分析用のものであり、超電導本体コイル１０，１２，１
４，１６．１８と、これらのコイルＩＯ〜１８をそれぞ
れ巻回する巻枠２０２２．２４，２６．２８と、超電導
シムコイル（図示せず）を巻回するシムコイル枠３０と
、マグネット全体を支持する支持脚３２とから構成され
ている。
超電導コイル１０〜１８のうち、コイル】０１２はＮｂ
３Ｓｎの化合物超電導線によって形成され、コイル１４
，１６．１８は、ＮｂＴ ｉ線によって形成されており
、これらのコイル１０〜１８はそれぞれ本体コイル巻枠
２０〜２８の外周にボア３４の片側から紙面に垂直に入
り込みボア３４の反対側の対称位置から紙面に垂直に出
てくるように巻回されている。
３Ｓｎの化合物超電導線によって形成され、コイル１４
，１６．１８は、ＮｂＴ ｉ線によって形成されており
、これらのコイル１０〜１８はそれぞれ本体コイル巻枠
２０〜２８の外周にボア３４の片側から紙面に垂直に入
り込みボア３４の反対側の対称位置から紙面に垂直に出
てくるように巻回されている。
なお、コイル１０．１２の化合物相の生成は、上述した
Ｗ＆Ｒ法によって行われている。すなわち、本体コイル
巻枠２０，２２に巻回されたコイル１０．１２を巻枠２
０．２２に巻回したまま約８００°Ｃで１００〜２００
時間熱処理し、コイル１０．１２を構成する線材内にＮ
ｂ：＋Ｓｎを生成させる。この際、チタンで構成された
巻枠２０２２は機械的強度が大きいため、変形、変質す
ることが少ない。
Ｗ＆Ｒ法によって行われている。すなわち、本体コイル
巻枠２０，２２に巻回されたコイル１０．１２を巻枠２
０．２２に巻回したまま約８００°Ｃで１００〜２００
時間熱処理し、コイル１０．１２を構成する線材内にＮ
ｂ：＋Ｓｎを生成させる。この際、チタンで構成された
巻枠２０２２は機械的強度が大きいため、変形、変質す
ることが少ない。
本体コイル巻枠２０〜２８は、上下にフランジを有する
薄肉円筒状に成形されており、内側の巻枠のフランジ外
周部に、その外側の巻枠の内面が当接するように順次嵌
合されている。なお、巻枠２６２８はまた、これらの本
体コイル巻枠２０〜２８のちう、内側の巻枠２０，２２
．２４はチタンによって形成され、最外周の巻枠２６．
２８はステンレスによって成形されている。これは、ボ
ア３４中の磁場均一性の確保及び機械的強度を考慮した
ものである。すなわち、マグネットはボア３４に近づく
ほど、ボア３４中の磁場に対する影響が大きく、また、
コイル１０．１２が化合物相生成時に高温になるため、
内側の巻枠２０〜２４については強磁場内でも磁化しな
いとともに耐熱性の強いチタンを用い、ボア３４中の磁
場に影響の小さな外側の巻枠２６．２８には従来通りス
テンレスを用いたものである。
薄肉円筒状に成形されており、内側の巻枠のフランジ外
周部に、その外側の巻枠の内面が当接するように順次嵌
合されている。なお、巻枠２６２８はまた、これらの本
体コイル巻枠２０〜２８のちう、内側の巻枠２０，２２
．２４はチタンによって形成され、最外周の巻枠２６．
２８はステンレスによって成形されている。これは、ボ
ア３４中の磁場均一性の確保及び機械的強度を考慮した
ものである。すなわち、マグネットはボア３４に近づく
ほど、ボア３４中の磁場に対する影響が大きく、また、
コイル１０．１２が化合物相生成時に高温になるため、
内側の巻枠２０〜２４については強磁場内でも磁化しな
いとともに耐熱性の強いチタンを用い、ボア３４中の磁
場に影響の小さな外側の巻枠２６．２８には従来通りス
テンレスを用いたものである。
なお、シムコイル巻枠３０は、コイルの外径を調整する
ためのシムコイルを巻回するものであり、本体コイル巻
枠２６，２８と同様にステンレスによって形成されてい
る。
ためのシムコイルを巻回するものであり、本体コイル巻
枠２６，２８と同様にステンレスによって形成されてい
る。
そして、以上のように構成された超電導マグ名ットを使
用する場合には、当該マグふソトを液体ヘリウム中で冷
却しつつ超電導コイルＩＯ〜１８に電流を流す。すると
、マグネ・７トが励磁され、ボア３４内に強い磁場が発
生する。この際、本実施例においては巻枠２０，２２．
２４にチタンを用いているため、巻枠自体が磁化するこ
とがなく、ボア３４中の磁場均一性に擾乱を与えること
はない。また、励磁によってマグネットに数トンの圧力
が加わっても、変形、変質することはない。なお、上記
実施例においては、巻枠２０，２２゜２４に純チタンを
用いているが、チタン合金を用いてもほぼ同様な効果が
得られる。
用する場合には、当該マグふソトを液体ヘリウム中で冷
却しつつ超電導コイルＩＯ〜１８に電流を流す。すると
、マグネ・７トが励磁され、ボア３４内に強い磁場が発
生する。この際、本実施例においては巻枠２０，２２．
２４にチタンを用いているため、巻枠自体が磁化するこ
とがなく、ボア３４中の磁場均一性に擾乱を与えること
はない。また、励磁によってマグネットに数トンの圧力
が加わっても、変形、変質することはない。なお、上記
実施例においては、巻枠２０，２２゜２４に純チタンを
用いているが、チタン合金を用いてもほぼ同様な効果が
得られる。
また、チタンやチタン合金は必ずしも巻枠２０゜２２．
２４の全てに適用しなければならないものではないが、
最低限最内周の巻枠２０に適用する必要がある。
２４の全てに適用しなければならないものではないが、
最低限最内周の巻枠２０に適用する必要がある。
以上説明したように、本発明に係る超電導マグネットは
、巻枠をチタンを主成分としているため、強度を高く維
持しつつ、磁場均一性の擾乱を防止することができる。
、巻枠をチタンを主成分としているため、強度を高く維
持しつつ、磁場均一性の擾乱を防止することができる。
また、派生的効果として耐食及びマグネノ軽量化を図る
ことができる。
ことができる。
図は本発明の実施例に係る超電導マグネッ断面図である
。 トの トの 符号の説明 １０．１２，１４，１６．１８ ２２゜ ２６゜ ８ 超電導コイル 巻枠
。 トの トの 符号の説明 １０．１２，１４，１６．１８ ２２゜ ２６゜ ８ 超電導コイル 巻枠
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 巻枠に超電導線材よりなるコイルを巻回したコイルユ
ニットを磁場発生領域を中心に少なくとも一重備えた超
電導マグネットにおいて、 前記コイルユニットのうち少なくとも最内層のユニット
の巻枠をチタンを主成分とした材料によって成形したこ
とを特徴とする超電導マグネット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2048230A JPH03250705A (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | 超電導マグネット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2048230A JPH03250705A (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | 超電導マグネット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03250705A true JPH03250705A (ja) | 1991-11-08 |
Family
ID=12797638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2048230A Pending JPH03250705A (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | 超電導マグネット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03250705A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993021354A1 (fr) * | 1992-04-13 | 1993-10-28 | Nippon Steel Corporation | Materiau a base de titane pour conduits conducteurs a enroulements supraconducteurs |
-
1990
- 1990-02-28 JP JP2048230A patent/JPH03250705A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993021354A1 (fr) * | 1992-04-13 | 1993-10-28 | Nippon Steel Corporation | Materiau a base de titane pour conduits conducteurs a enroulements supraconducteurs |
| US5514332A (en) * | 1992-04-13 | 1996-05-07 | Nippon Steel Corporation | Titanium for conductor conduit in superconducting coil |
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