Prototype REBCO Z1 and Z2 shim coils for ultra high-field.
Prototype REBCO Z1 and Z2 shim coils for ultra high-field.
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用于超高场的 REBCO Z1 和 Z2 匀场线圈原型。
DOI：
10.1038/s41598-020-78644-0
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发表时间：
2020-12-15
影响因子：
4.6
通讯作者：
Iwasa Y
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Park D;Lee J;Bascuñán J;Li Z;Iwasa Y
我们展示了新型高温超导（HTS）匀场线圈原型的有前景的结果，这些原型规避了我们早期基于46毫米宽的REBCO带材的创新型HTS匀场概念在尺寸和强度方面的限制。HTS匀场线圈放置在HTS磁体内部，主要用于超高场（>1吉赫或23.5特斯拉）核磁共振磁体，因此不受绕组的抗磁壁效应影响。一个全尺寸版本将用于校正麻省理工学院1.3吉赫高分辨率核磁共振磁体中的Z1和Z2谐波误差，该磁体由一个835兆赫的HTS插入件组成，而另一个版本用于麻省理工学院1吉赫微线圈核磁共振磁体，我们目前正在构建其小尺寸模型。这些原型组是用2股、1.03毫米宽、0.30毫米厚的REBCO导体绕制的。在77开尔文下运行时，Z1匀场组在70安时产生的一次谐波场强为179千赫/厘米，而由两对（Z21和Z22）组成的Z2匀场组在50安时产生的二次谐波场为141千赫/平方厘米。连同对这种REBCO匀场线圈概念的技术挑战的讨论，我们证明了它对于下一代超高场（UHF）HTS核磁共振磁体的可行性。
We present promising results of novel high-temperature superconducting (HTS) shim coil prototypes that circumvent the size and strength limitation of our earlier innovative HTS shim concept based on 46-mm wide REBCO tape. The HTS shim coil is placed inside the HTS magnet, mainly for ultra-high-field (> 1 GHz or 23.5 T) NMR magnets, and thus unaffected from the windings’ diamagnetic wall effects. One full-scale version will be applied to clean up Z1 and Z2 harmonic errors in the MIT 1.3-GHz high-resolution NMR magnet composed of an 835-MHz HTS insert, while another version for an MIT 1-GHz microcoil NMR magnet whose small-scale model we are currently building. The prototype sets were wound with a 2-pile, 1.03-mm wide, 0.30-mm thick REBCO conductor. Operated at 77 K, the Z1 shim set generated a 1st harmonic field strength of 179 kHz/cm at 70 A, while the Z2 shim set, composed of two pairs, Z21 and Z22, generated the 2nd harmonic field of 141 kHz/cm2 at 50 A. Together with discussion on technical challenges for this REBCO shim coil concept, we demonstrate its feasibility for the next generation of ultra-high-field (UHF) HTS NMR magnets.
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