超導(dǎo)磁體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超導(dǎo)磁體，尤其涉及具有固定方式的電流引線的超導(dǎo)磁體。
【背景技術(shù)】
[0002]日本專利特開平2 - 000306號公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)是公開了如下磁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)，該磁系統(tǒng)包含具有固定方式電流引線的超導(dǎo)磁體。在專利文獻(xiàn)1所記載的磁系統(tǒng)的超導(dǎo)磁體中，電流引線具有較高的熱阻。由此，在磁線圈處于持續(xù)模式(電流不流過電流引線的模式)時(shí)，降低了通過電流引線而導(dǎo)入的熱量。此外，電流流過電流引線時(shí)，氦氣從冷卻劑容器通過電流引線，從而電流引線自動地得到冷卻。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
[0003]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開平2-000306號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0004]在專利文獻(xiàn)1所記載的超導(dǎo)磁體中，利用電磁鐵線圈來控制電磁閥的開閉，從而對流過電流引線的氦氣的流量進(jìn)行調(diào)整。在冷卻劑容器內(nèi)沒有充足的氦氣的情況下，即便打開電磁閥，也不會有充足量的氦氣通過電流引線，因此無法對電流引線進(jìn)行冷卻。在無法冷卻電流引線的情況下，電流引線有可能因焦耳熱而燒毀。
[0005]本發(fā)明是鑒于上述問題點(diǎn)而完成的，其目的在于提供一種能防止電流引線燒毀的超導(dǎo)磁體。
解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)手段
[0006]基于本發(fā)明的超導(dǎo)磁體包括:超導(dǎo)線圈；以超導(dǎo)線圈浸漬于液狀冷卻劑的狀態(tài)來收納該超導(dǎo)線圈的冷卻劑容器；包圍冷卻劑容器的輻射屏蔽體；收納超導(dǎo)線圈、冷卻劑容器和輻射屏蔽體的真空容器；對冷卻劑容器的內(nèi)部和輻射屏蔽體進(jìn)行冷卻的制冷機(jī)；電流引線，該電流引線為管狀且構(gòu)成從真空容器的外側(cè)貫通到冷卻劑容器的內(nèi)側(cè)并汽化得到的冷卻劑的流路，并與超導(dǎo)線圈電連接；配置于真空容器的外側(cè)并與電流引線電連接的電源；對冷卻劑容器的內(nèi)部的壓力進(jìn)行測量的壓力計(jì)；配置于真空容器內(nèi)并對電流引線的溫度進(jìn)行測量的溫度計(jì)；以及與電源、壓力計(jì)和溫度計(jì)分別連接的控制部?？刂撇績H在壓力計(jì)的測量值在設(shè)定值以上且溫度計(jì)的測量值在設(shè)定值以下的情況下使電源的輸出上升，從而改變流過超導(dǎo)線圈的電流值。
發(fā)明效果
[0007]根據(jù)本發(fā)明，能防止電流引線燒毀。
【附圖說明】
[0008]圖1是表示MRI裝置的外觀的立體圖。 圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的超導(dǎo)磁體的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖3是表示本發(fā)明的同一實(shí)施方式的超導(dǎo)磁體的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖4是表示磷脫氧銅、黃銅、電解銅、SUS304的熱導(dǎo)率與電阻率的乘積值的溫度相關(guān)性的曲線圖。
圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的超導(dǎo)磁體的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的超導(dǎo)磁體的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的超導(dǎo)磁體的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面，參照附圖，對本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的超導(dǎo)磁體進(jìn)行說明。在以下的實(shí)施方式的說明中，對圖中的相同或相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注相同的標(biāo)號，并不再重復(fù)其說明。
[0010]另外，在以下的實(shí)施方式中，對MRI (magnetic Resonance Imaging:磁共振成像)用超導(dǎo)磁體進(jìn)行說明，但超導(dǎo)磁體并不限于此，也可以是用于其它用途的超導(dǎo)磁體。此外，對圓筒形的超導(dǎo)磁體進(jìn)行了說明，但并不一定限定于圓筒形的超導(dǎo)磁體，開放式超導(dǎo)磁體也能應(yīng)用本發(fā)明。
[0011](實(shí)施方式1)
圖1是表示MRI裝置的外觀的立體圖。如圖1所示，MRI裝置1包括靜磁場產(chǎn)生部10和床臺30。靜磁場產(chǎn)生部10包括后述的超導(dǎo)磁體，在孔20內(nèi)部產(chǎn)生靜磁場。
[0012]圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的超導(dǎo)磁體的結(jié)構(gòu)的剖視圖。如圖2所示，在本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的超導(dǎo)磁體100中，在最外側(cè)，配置有中空圓筒狀的真空容器110。為了將真空容器110的內(nèi)側(cè)與外側(cè)真空隔熱，使得真空容器110例如由不銹鋼或鋁等非磁性材料構(gòu)成。
[0013]真空容器110的圓筒中心部的空間是與孔20相對應(yīng)的孔部。利用未圖示的減壓裝置對真空容器110的內(nèi)部進(jìn)行減壓使其成為真空。利用配置于下部的腳部對真空容器110進(jìn)行支承，使孔部的中心軸呈水平方向。
[0014]真空容器110的內(nèi)部配置有形狀與真空容器110大致相似的中空圓筒狀的輻射屏蔽體120。輻射屏蔽體120例如由鋁等光反射率較高的非磁性材料構(gòu)成。在輻射屏蔽體120的表面粘附有未圖示的多層隔熱材料(超絕緣)。
[0015]在輻射屏蔽體120的內(nèi)部，配置有形狀與輻射屏蔽體120大致相似的中空圓筒狀的冷卻劑容器130。輻射屏蔽體120包圍冷卻劑容器130的周圍，具有在冷卻劑容器130與真空容器之間進(jìn)行隔熱的功能。冷卻劑容器130由不銹鋼或鋁等非磁性材料構(gòu)成。
[0016]在冷卻劑容器130的內(nèi)部收納有超導(dǎo)線圈140。超導(dǎo)線圈140卷繞于還起到繞組架的作用的冷卻劑容器130的底部。在冷卻劑容器130的內(nèi)部，填充有液體狀的冷卻劑即液態(tài)氦150。將超導(dǎo)線圈140浸漬于液態(tài)氦150中以對其進(jìn)行冷卻。超導(dǎo)線圈140例如為如下結(jié)構(gòu):對在由銅構(gòu)成的主體(matrix)的中心部埋入銀鈦合金而形成的超導(dǎo)線進(jìn)行卷繞而成。
[0017]這樣，真空容器110收納有超導(dǎo)線圈140、冷卻劑容器130和輻射屏蔽體120。若超導(dǎo)磁體100工作，則在孔部的、以圖中的虛線表示的范圍內(nèi)的靜磁場區(qū)域40中，會產(chǎn)生箭頭方向的靜磁場50。
[0018]圖3是表示本實(shí)施方式所涉及的超導(dǎo)磁體的結(jié)構(gòu)的剖視圖。在圖3中，出于簡化目的，簡略地示出各結(jié)構(gòu)。
[0019]如圖3所示，在超導(dǎo)線圈140的外側(cè)配置有擾動磁場補(bǔ)償線圈141，其用于抑制擾動磁場對超導(dǎo)線圈140產(chǎn)生影響。擾動磁場補(bǔ)償線圈141例如為如下結(jié)構(gòu):對在由銅構(gòu)成的主體的中心部埋入鈮鈦合金而形成的超導(dǎo)線進(jìn)行卷繞而成。
[0020]此外，超導(dǎo)線圈140與第一持續(xù)電流開關(guān)(Persistent Current Switch) 170電氣性地進(jìn)行并聯(lián)連接。第一持續(xù)電流開關(guān)170例如由如下繞組構(gòu)成:S卩、由鈮鈦合金形成的超導(dǎo)絲卷繞于由環(huán)氧樹脂制作的繞組架而成的繞組。在第一持續(xù)電流開關(guān)170的外側(cè)配置有卷繞有加熱線的第一電阻加熱加熱器171。
[0021]擾動磁場補(bǔ)償線圈141與第二持續(xù)電流開關(guān)160電氣性地進(jìn)行并聯(lián)連接。第二持續(xù)電流開關(guān)160例如由如下繞組構(gòu)成:S卩、由鈮鈦合金形成的超導(dǎo)絲卷繞于由環(huán)氧樹脂制作的繞組架而成的繞組。在第二持續(xù)電流開關(guān)160的外側(cè)配置有卷繞有加熱線的第二電阻加熱加熱器161。
[0022]本實(shí)施方式所涉及的超導(dǎo)磁體100進(jìn)一步包括第三電阻加熱加熱器181，其配置于冷卻劑容器130的內(nèi)部并使液態(tài)氦150汽化。另外，通過對第二電阻加熱加熱器161進(jìn)行通電，能如下所述那樣在超導(dǎo)磁體100的勵磁時(shí)或消磁時(shí)使冷卻電流引線190所需量的液態(tài)氦150汽化的情況下，無需設(shè)置第三電阻加熱加熱器181。
[0023]擾動磁場補(bǔ)償線圈141、第一持續(xù)電流開關(guān)170、第一電阻加熱加熱器171、第二持續(xù)電流開關(guān)160、第二電阻加熱加熱器161和第三電阻加熱加熱器181分別在冷卻劑容器130內(nèi)浸漬于液態(tài)氦150中。
[0024]超導(dǎo)磁體100包括制冷機(jī)180，其對冷卻劑容器130的內(nèi)部和輻射屏蔽體120進(jìn)行冷卻。作為制冷機(jī)180，可使用具有2級制冷臺的Gifford-MacMahon型制冷機(jī)或脈沖管制冷機(jī)。
[0025]制冷機(jī)180的第一制冷臺與輻射屏蔽體120進(jìn)行熱接觸。制冷機(jī)180的第二制冷臺位于冷卻劑容器130的內(nèi)部的上部，對汽化后的氦氣151再次進(jìn)行液化。
[0026]超導(dǎo)磁體100包括2根管狀的電流引線190，該電流引線190從真空容器110的外側(cè)貫通到冷卻劑容器130的內(nèi)側(cè)從而構(gòu)成氦氣151的流路，并與超