簡易型・小型の核磁気共鳴装置の開発に関する研究

点击翻译按钮获取中文摘要

① 小型NMR Relaxometry用マグネットの開発：静磁場源として高温超伝導バルク体と次世代高温超伝導線材によるマグネットを提案しており，永久磁石を用いた小型NMR装置との明確な差別を図るために発生磁場強度を3 Tまで引き上げて検討した結果，液体窒素運転では発生磁場強度を3 Tまで引き上げることが難しいことが分かったので伝導冷却運転方式を採用して，運転温度を40 Kに想定した電磁場数値解析による高温超伝導バルク体マグネットの形状設計を行った。高温超伝導バルク体によるマグネットの設計においては，バルク体の臨界電流密度が可変できる構造を提案して検討している。そして，次世代高温超伝導線材についても発生磁場強度を3 Tまで引き上げるための形状最適化を行った。②人指用小型MRIマグネットの開発：磁場強度が３Tの人指用MRI装置の開発を行っている。MRI用静磁場源としてはNMRと同様に高温超伝導バルク体と次世代高温超伝導線材によるマグネットの形状設計を行った。高温超伝導バルク体による小型MRI用マグネットにおいては，ディスク形状よりリング形状のバルク体を用いた方が発生磁場の高い空間均一度を得ることを明らかにした。更に，臨界電流密度が異なる複数のリング形状の高温超伝導バルク体を組み合わせることで，直径20 mmと高さ10 mmの撮影空間で磁場強度３Tと空間均一度が200 ppmのマグネット形状を設計することができた。また，次世代高温超伝導線材を用いる小型MRI用マグネット設計においては，分散型遺伝的アルゴリズムと２次元FEMを併用した数値解析プログラムを開発して，高価である次世代高温超伝導線材の使用量と遮蔽電流による不正磁場の影響を重みにした解析を行った。