動物用MRIへの応用を目的とした高温バルク超電導磁石の磁場均一化

用于动物 MRI 的高温体超导磁体的磁场均匀化

• 批准号: 20656047
• 负责人: 関野 正樹
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20656047/
• 关键词: 超伝導材料・素子; 電気機器工学; 生物・生体工学; バイオ関連機器; 磁気共鳴; 超電導材料・素子

小動物を用いた疾患の基礎研究や医薬品開発に利用可能な、小型・高分解能のMRI装置に対する需要が高まっており、そのための磁場発生源として高温バルク超電導体が注目されている。本研究では、高温バルク超電導体をMRIに応用するうえでの技術課題である発生磁場の均一化に取り組んだ。平成20年度までに、2個のバルク超電導体を対向させて固定するホルダと、磁場測定用ホールセンサを走査させる3軸ステージの製作が完了した。これを利用して平成21年度は、バルク超電導体を液体窒素で冷却し、縦型超電導マグネットで着磁を行った。着磁過程では、磁石のボア中心に超電導体を置き、0.2～1.0Tの磁場を加えた。バルク超電導体としては、ガドリニウム系材料で作られた外径46mm、内径16mm、高さ15mmのリング形を使用した。表面から1.0mmの高さにおいて、上記の3軸ステージを使用して磁束密度分布の測定を行った。また、超電導特性を考慮した数値解析を行い、より均一度の高い磁場空間を得る条件を検討した。解析には独自に開発したプログラムを用いた。リング形のバルク超電導体を上下1個ずつ、様々なギャップで対向させる構造とし、その間に磁場均一空間を確保した。バルク超電導体の超電導磁気特性は、臨界状態モデルにより表現した。さらに、バルク超電導体の内径や着磁条件を変更して同様の解析を行い、それぞれのパラメータが磁場分布にどのように影響するかを明らかにした。バルクの断面全体に電流が生じる1.7Tの外部磁場のもとでは、ギャップ4.5mm付近で、最も均一な磁場分布が得られた。また、外部磁場を強くすると、均一磁場の得られるギャップは短くなることがわかった。

Basic research on diseases in small animals and development of medical products require high-temperature magnetic field generation and high-temperature superconducting devices for possible use in small, high-resolution MRI devices. This research is aimed at the optimization of magnetic field generated in MRI applications of high temperature superconductors. In 2010, the production of 3-axis sensors for magnetic field measurement was completed. In 2011, the company was founded in 1998. Magnetism process, magnet center, superconductor, 0.2~1.0T magnetic field, The superconductors were used in a variety of shapes with an outer diameter of 46mm, an inner diameter of 16mm and a height of 15 mm. The measurement of the magnetic beam density distribution was carried out by using the 3-axis magnetic beam density distribution on the surface of 1.0 mm high. In consideration of the conductivity characteristics, the analysis of the numerical values and the conditions for obtaining the uniform magnetic field space are discussed. The analysis of the data was carried out independently. The structure and the magnetic field uniformity between the upper and lower parts of the superconductors are ensured. The superconducting magnetic properties of Baluk superconducting conductors are similar to those of the critical state Model. The inner diameter and magnetic condition of the superconductor are changed to analyze the magnetic field distribution. The external magnetic field of 1.7T is generated in the whole section of the whole section, and the magnetic field distribution of 4.5mm is uniform. The external magnetic field is strong, and the uniform magnetic field is short.

项目成果

不均一な臨界電流密度分布を持つバルク超電導体のパルス着磁過程の三次元解析

非均匀临界电流密度分布块体超导体脉冲磁化过程三维分析

• 发表时间: 2009
• 作者: 小見慶樹;他
• 通讯作者: 他

均一磁場空間生成のためのバルク超電導体の配置

体超导体的排列以产生均匀的磁场空间

• 发表时间: 2009
• 作者: 安田斉史;他
• 通讯作者: 他

Magnetic field measurement system using linear actuators for three-axis drive

使用三轴驱动线性执行器的磁场测量系统

• 发表时间: 2009
• 作者: 安田斉史;他
• 通讯作者: 他

Influence of inhomogeneous electromagnetic properties on magnetization of bulk superconductor

非均匀电磁特性对块体超导体磁化强度的影响

• 发表时间: 2008
• 作者: 小見慶樹;他;Hiroyuki Ohsaki
• 通讯作者: Hiroyuki Ohsaki

Three-dimensional numerical analysis of magnetic and thermal fields during pulsed field magnetization of bulk superconductors with inhomogeneous superconducting properties

• DOI: 10.1016/j.physc.2009.05.121
• 发表时间: 2009-10
• 期刊: Physica C-superconductivity and Its Applications
• 影响因子: 1.7
• 作者: Y. Komi;M. Sekino;H. Ohsaki