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Die Erfindung betrifft ein Kernspinresonanzgerät mit einem supraleitenden
Magnetsystem zum Erzeugen eines statischen Magnetfelds in einem Meßraum, wobei
das supraleitende Magnetsystem einen Magnetfeldzylinder mit einer Vielzahl axial
angeordneter geschlossener zylindrischer Ringe aus einem supraleitenden Material
enthält.
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Ein Kernspinresonanzgerät dieser Art ist in EP-A-138 270 beschrieben. In
dieser Patentschrift wird ein Gerät mit zwei Spulensystemen beschrieben, die in der
radialen Richtung zum Erzeugen eines homogenen störungsfreien Magnetfelds in einem
Meßraum mit Streufeldausgleich durch Aktivierung des äußeren Spulensystems koaxial
angeordnet ist. Zum Erzeugen starker statischer Magnetfelder in
Kernspinresonanzgeräten werden vorzugsweise supraleitende Magnetspulen verwendet,
insbesondere wenn hohe Anforderungen beispielsweise an die Stabilität des zu
erzeugenden Feldes gestellt werden. In einem im oben erwähnten Patent beschriebenen
Ausführungsbeispiel enthält die Magnetspule eine Vielzahl axial angeordneter
geschlossener zylindrischer Ringe aus einem Supraleitmaterial.
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Derartige Spulen werden üblicherweise aus einem supraleitenden Material
mit einer Legierung des Elements Niob hergestellt. Da die supraleitende
Übergangstemperatur derartiger Werkstoffe im allgemeinen weit unter 25 K liegt,
werden derartige Magnete mit flüssigem Helium oder Heliumgas gekühlt, das mit einer
Kältemaschine auf eine Temperatur beispielsweise von wenigen Grad über dem
absoluten Nullpunkt abgekühlt wird.
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Neben den oben erwähnten Nioblegierungen ist seit kurzem eine Gruppe
supraleitender Werkstoffe bekannt geworden, die hier schlicht mit keramischen
Supraleitern bezeichnet werden. Diese Werkstoffe sind insbesondere durch eine
Übergangstemperatur, die wesentlich höher ist als 25 K, und durch eine spezifische
Wärme gekennzeichnet, die auch im supraleitenden Zustand verhältnismäßig hoch ist.
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Derartige Werkstoffe können mit einem Mindestmaß an Kühlmittel in den
supraleitenden Zustand gebracht werden, wodurch sowohl der Aufbau als auch der
Betrieb eines großen Supraleitmagneten einfacher und preisgünstiger werden können.
Unglücklicherweise haben die keramischen Supraleiter auch einige Eigenschaften, die
sie zur Verwendung in einem supraleitenden Magnetsystem weniger geeignet erscheinen
lassen. Die maximal zulässige Stromdichte, bei der diese Werkstoffe noch zuverlässig
supraleitend sind, ist oft beschränkt. Hierdurch ist ein großer Leiterbereich im
Querschnitt für einen großen Magneten erforderlich. Außerdem sind die keramischen
Supraleiter spröde und daher schwer zu Draht zu verarbeiten. Insbesondere in
Magneten, in denen die Stabilität des Feldes wichtig ist, ist die Sprödigkeit ein
Problem, da jede Störung in einer gewünschten supraleitenden kurzgeschlossenen
Schaltung zu einem höheren elektrischen Widerstand und damit zu einem Abfall in der
Stromstärke und möglicherweise zum örtlichen Aufwärmen führen kann, was sich
schnell durch einen weiteren Übergang aus dem supraleitenden Zustand ausbreiten kann.
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Diese Nachteile und Beschränkungen lassen sich vermeiden, wenn das
supraleitende Magnetsystem einen oder mehrere geschlossene zylindrische Ringe aus
supraleitendem Material zum Ersetzen der aus dünnem Draht gewickelten Spulen
enthält. Ein supraleitender Ring oder Zylinder hält das eingeschlossene Magnetfeld
konstant. Wenn zum Zeitpunkt, zu dem der Zylinder in den supraleitenden Zustand
gebracht ist, kein Magnetfeld vorhanden wäre, unterbleibt dieses Feld auch, wenn
anschließend ein Magnetfeld außerhalb des Zylinders erzeugt wird. Umgekehrt wenn ein
Feld beim Entstehen des supraleitenden Zustands vorhanden ist, hält der Zylinder das
Feld auch aufrecht, wenn das externe Feld geändert oder abgeschaltet wird. Dieses
Phänomen ist als das Einfrieren eines Magnetfelds bekannt. Da das supraleitende
Material jetzt die Form einer durchgehenden Zylinderoberfläche oder eines
durchgehenden Rings hat, wird der Nachteil örtlicher Drosselung vermieden, da
angelagertes supraleitendes Material den Strom ohne jede Schwierigkeit übernimmt.
Durch die verhältnismäßige Instabilität von Niobsupraleitern gehen diese bereits bei
verhältnismäßig niedrigen Stromdichten in den normalen (Widerstands-)Zustand über.
Ein wichtiger Faktor, der zu dieser Instabilität beiträgt, ist die sehr niedrige spezifische
Wärme der Werkstoffe im supraleitenden Zustand. Dieses Stabilitätsproblem kann nur
durch die Verwendung der Nioblegierung in Form dünner Drähte vermieden werden,
die in einer Hülle aus elektrisch leitendem Material, beispielsweise Kupfer,
eingeschlossen werden.
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Mit den keramischen Supraleitern ist das Problem eines spontanen
Übergangs in den normalen Zustand geringer, insbesondere da bei den höheren
Temperaturen, bei denen die Werkstoffe noch supraleitend sind, die spezifische Wärme
viele Male größer ist als bei den sehr niedrigen Temperaturen für Nioblegierungen.
Dies macht es vorteilhafter, die supraleitenden Werkstoffe für das Feldeinfrierverfahren
für große Systeme zu verwenden.
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Um ein Magnetfeld mit einem System dieser Art erzeugen zu können,
kann eine Hilfsspule verwendet werden, die in den Magnetfeldzylinder hinein oder um
ihn herum verschoben wird. Die Hilfsspule kann eine herkömmliche Spule sein, die
beispielsweise aus Kupferdraht hergestellt ist, aber sie kann auch eine Supraleitspule
sein, die unter der Übergangstemperatur abgekühlt wird. Mit dem Magnetfeldzylinder
im normalen Zustand wird die Hilfsspule bei einer gewünschten Feldstärke eingestellt.
Wenn diese Feldstärke erreicht wird, wird der Magnetfeldzylinder bis unter der
Übergangstemperatur abgekühlt. Wenn der Strom in der Hilfsspule darauf abgeschaltet
wird, wird ein derartiger Strom in den Zylinder induziert, daß das Feld im
Magnetfeldzylinder aufrechterhalten wird. Wenn die Hilfsspule im Magnetfeldzylinder
angeordnet wird, ist das daraus entstehende Feld abhängig vom Koppelfaktor tatsächlich
etwas kleiner als das Originalfeld der Hilfsspule, aber dies kann von vornherein
berücksichtigt werden. Da das Einfrieren des Feldes in einer kurzen Zeitspanne erfolgen
kann, ist es nicht notwendig, die Hilfsspule für Dauerbetrieb zu entwerfen. In vielen
Fällen wird daher kein Kühlsystem erforderlich sein. Sobald der Strom in der Hilfsspule
auf Null reduziert ist, kann sie vom Magnetfeldzylinder abgenommen werden. Wenn die
Hilfsspule nicht kurzgeschlossen ist, brauchen keine großen elektromagnetischen Kräfte
überwunden zu werden. Für einen wirksamen Gebrauch von Material und zum
Vermeiden von Unregelmäßigkeiten, die auftreten können, wenn die elektrischen
Ströme, die in den supraleitenden Zylinder induziert werden, so groß sind, daß
hierdurch die kritische Stromdichte der benutzten Werkstoffe erreicht wird, was
insbesondere bei einigen keramischen Supraleitern verhältnismäßig leicht auftreten kann,
muß der örtliche Querschnittsbereich des supraleitenden Zylinders groß genug gemacht
werden. In einigen Fällen wird das Anbringen eines supraleitenden Zylinders mit
ausreichender Dicke aus technischen und wirtschaftlichen Gründen beschränkt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kernspinresonanzgerät der
eingangs erwähnten Art zu schaffen, in dem es verhältnismäßig einfach ist, den
örtlichen Querschnittsbereich oder das Supraleitmaterial anforderungsgemäß groß zu
machen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Gerät dadurch
gekennzeichnet, daß der Magnetfeldzylinder eine Anzahl zylindrischer Trägerringe
enthält, wobei Supraleitmaterial auf wenigstens einer axialen Endfläche jedes
Trägerrings zur Bildung eines supraleitenden Rings darauf angebracht ist, und die
Trägerringe zur Bildung eines Zylinders von zwischengelegten Träger- und
Supraleitringen koaxial gestapelt sind. Die relative Dicke der Trägerringe und der
supraleitenden Schichten bestimmt jetzt den Betrag des supraleitenden Werkstoffs in
einem vorgegebenen Volumen und somit die Stromdichte in diesem Werkstoff. Das
Einfrieren eines Magnetfelds in einem derartigen System kurzgeschlossener Ringe kann
genauso durchgeführt werden, wie oben bereits beschrieben wurde.
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Da die Stromverteilung auf den Zylinder in der axialen Richtung nicht
homogen zu sein braucht, kann eine homogene Belastung des Materials dadurch
gewährleistet werden, daß das supraleitende Material eine örtlich angepaßte Dicke
bekommt, was in diesem Fall Stromdichte bedeutet, die möglichst einheiflich ist und
einen Wert hat, der beispielsweise um eine vorgegebene Spanne unter der kritischen
Stromdichte liegt. Wenn die kritische Stromdichte von der örtlichen Magnetfeldstärke
abhängig ist, kann diese Abhängigkeit auch berücksichtigt werden, wenn die Dicke
angeglichen wird. Örtliche Anpassung der Dicke wird in einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel erhalten, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Dicke der
Supraleitringe und/oder der Trägerringe in der axialen Richtung des Zylinders variiert.
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Die endgültige Form des eingefrorenen Feldes wird also auch durch
Magnetfelder aus Quellen außerhalb des Spulensystems beeinflußt. Um diese
Erscheinung zu verhindern, ist ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel dadurch
gekennzeichnet, daß das Magnetsystem außerdem einen supraleitenden
Abschirmzylinder enthält, der koaxial um den Magnetfeldzylinder angeordnet ist. Es ist
erwünscht, den Abschirmzylinder bei Abwesenheit störender Magnetfelder in den
supraleitenden Zustand zu bringen. Wenn die Zylinder sich einfach auf einer
Temperatur unterhalb der Übergangstemperatur transportieren lassen, kann das
Einfrieren eines feldfreien Bereichs im Abschirmzylinder an einer anderen Stelle als an
der Stelle erfolgen, an der das System schließlich installiert wird. Wenn ein
supraleitender Abschirmzylinder vorhanden ist, wirkt das Abschirmen in zwei
Richtungen, d.h. störende externe Felder werden vom Meßfeld abgeschirmt, in dem ein
gut definiertes magnetisches Feld gewünscht ist, und die Umgebung wird von
Streufeldern abgeschirmt, die vom möglich innersten Zylinder erzeugt werden.
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Supraleiter haben üblicherweise einen bestimmten Restwiderstand, der
insbesondere vom Verhältnis der wirklichen Stromdichte zur kritischen Stromdichte
abhängig ist. Der Restwiderstand steigt an, wenn der Strom im Supraleiter größer ist.
Wenn die kritische Stromdichte fast erreicht wird, kann eine verhältnismäßig große
Drift in der Stärke des eingefrorenen Magnetfelds auftreten. Diese Drift wird in einem
weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel beschränkt, das dadurch gekennzeichnet ist,
daß das Magnetsystem außerdem einen supraleitenden Stabilisationszylinder enthält, der
im Magnetfeldzylinder koaxial angeordnet ist. Wenn der Stabilisationszylinder nur in
den supraleitenden Zustand gebracht wird, nachdem das Feld der Hilfsspule abgeschaltet
ist, ist der hierin induzierte Strom vorübergehend klein. Driftverlust durch einen
Stromabfall im Magnetfeldzylinder wird von da an durch einen Anstieg im Strom im
Stabilisationszylinder ausgeglichen.
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Ein Stabilisationszylinder kann auch zum Verbessern der
Stellenabhängigkeit des Feldes im Meßraum verwendet werden. Sobald das Feld der
Hilfsspule eingefroren und der Strom in der Hilfsspule abgeschaltet sind, kann das
entstehende Magnetfeld möglicherweise zum Beispiel von einer gewünschten
Homogenität abweichen. Diese Abweichungen können mittels Korrekturspulen korrigiert
werden, die einen Teil eines Hilfsspulensystems bilden. Wenn die gewünschte
Feldkorrektur eingestellt ist, kann sie durch Einführen des Stabilisationszylinders in den
supraleitenden Zustand aufrechterhalten werden. Die Korrekturspulen können darauf aus
dem System entfernt werden. Das Hilfsspulensystem kann neben Korrekturspulen auch
Meßspulen für örtliche Feldmessungen enthalten.
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Ein Kernspinresonanzgerät enthält üblicherweise ein System von
Gradientenspulen für die Wahl wiederzugebender Bereiche. Sie werden vorzugsweise im
Supraleitsystem angeordnet. Der Nachteil bekannter Supraleitmagneten ist das Auftreten
des Effekts von Eddy-Strömen, die durch die Gradientenspulen beispielsweise in
Bauelemente der Wärmeisolierung des Supraleitmagneten induziert werden können. In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist dieser Nachteil vermieden, weil das
Gradientenspulensystem im Stabilisationszylinder ohne elektrisch leitende Wände
zwischen dem Stabilisationszylinder und dem Gradientenspulensystem angeordnet ist.
Die Gradientenspulen induzieren Ströme in den supraleitenden Zylinder, aber sie haben
keine exponentielle Abklingzeit, wodurch die bekannten Nachteile für die Bildformung
nicht auftreten. Beim Entwickeln der Gradientenspulen kann der konstante Effekt des
supraleitenden Zylinders berücksichtigt werden. Es kann erforderlich sein, den
Stabilisationszylinder für ein optimales Wechselstromverhalten zu optimieren.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der
Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
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Fig. 1 ein Kernspinresonanzgerät,
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Fig. 2 ein supraleitendes Magnetsystem für dieses Gerät mit einigen
supraleitenden Zylindern,
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Fig. 3 ein supraleitendes Magnetsystem für dieses Gerät mit einem
supraleitenden Abschirmzylinder,
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Fig. 4 ein supraleitendes Magnetsystem für dieses Gerät mit einem
supraleitenden Stabilisationszylinder, und
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Fig. 5 ein supraleitendes Magnetsystem für dieses Gerät mit mehreren
axial gestapelten flachen Supraleitringen.
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Ein Kernspinresonanzgerät nach Fig. 1 enthält ein supraleitendes
Magnetsystem 2 zum Erzeugen eines statischen Magnetfelds, Magnetspulen 4 zum
Erzeugen eines Gradientenfeldes, eine Speisequelle 6 für das Magnetsystem 2 und eine
Speisequelle 8 für die Gradientenspule 4. Ein Hf-Spulensystem 10 dient beispielsweise
sowohl zum Erzeugen eines hochfrequenzpulsierten Magnetfelds als auch zum
Detektieren von Kernspinresonanz, die in einem zu messenden Objekt durch das
Hochfrequenfeld erzeugt wird. Beim Übertragen ist das Hf-Spulensystem 10 mit einer
Hf-Quelle 12 verbunden. Beim Detektieren ist das Spulensystem 10 mit einem
Detektionsverstärker 14 verbunden. Der Verstärker 14 ist mit einem Gleichrichter 16
verbunden, der an eine zentrale Steuereinrichtung 18 angeschlossen ist. Die zentrale
Steuereinrichtung 18 steuert außerdem einen Modulator 20 für die Hochfrequenzquelle
12, die Speisequelle 8 für das Gradientenfeld und einen Monitor 22 zum Abbilden. Ein
Hochfrequenzoszillator 24 steuert sowohl den Modulator 20 für die Hochfrequenzquelle
12 als auch den phasenempfindlichen Gleichrichter 16 zum Bearbeiten der gemessenen
Signale.
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In Fig. 2 ist ein Magnetsystem 2 in seiner einfachsten Form nach dem
Stand der Technik dargestellt, die aus einem einfachen Zylinder 30 aus einem
supraleitenden Material besteht. Ein derartiger Zylinder hat einen Durchmesser
beispielsweise von 1,0 Meter und eine Länge beispielsweise von 1,2 Meter. Das
Supraleitmaterial bildet eine geschlossene Zylinderfläche 34. Da es oft schwer ist, einen
selbsttragenden Zylinder aus Supraleitmaterial zu bilden, wird zunächst ein
Trägerzylinder 36 zum Herstellen der Spule beispielsweise aus Metall, aber auch aus
Keramikmaterial oder einem Kunststoff gebildet. Die Wanddicke des Trägerzylinders ist
beispielsweise wenige Millimeter und die Dicke des Supraleitmaterials is gleichmäßig
auf die ganze Zylinderoberfläche verteilt oder ändert sich, in der axialen Richtung
gesehen, stellenweise und ist dabei an eine maximal zulässige Supraleitstromdichte mit
einer Sicherheitsspanne zwischen ihnen angeglichen. Um Feldbeeinflussung durch den
Träger in einem Meßraum 28 möglichst zu verhindern, ist es vorteilhaft, daß
Supraleitmaterial an einer Innenseite des Trägerzylinders anzubringen, aber dies ist
nicht notwendigerweise auch abhängig vom selektiven Trägermaterial. Es kann auch
vorteilhaft sein, eine Schicht aus Supraleitmaterial auf beiden Flächen des
Trägerzylinders anzubringen. Der Trägerzylinder kann abhängig vom Aufbau auch die
Funktion eines Kaltleiters beispielsweise für schnelleres und gleichmäßigeres Abkühlen
oder Erwärmen des Supraleitmaterials haben, aber er kann beispielsweise auch als
Wärmeisolator dienen, wenn es in einer Doppelbeschichtung erwünscht ist, daß einer
der zwei Supraleitzylinder vorübergehend supraleitend und der andere noch nicht
supraleitend ist. Dieser Zustand kann auch durch Verwendung von Zylindern aus einem
Supraleitmaterial mit gegenseitig verschiedenen Übergangstemperaturen verwirklicht
werden. Zum Reduzieren der Gefahr eines unerwünschten örtlichen Übergangs aus dem
Supraleitzustand, was üblicherweise mit Drosseln bezeichnet wird, ist es vorteilhaft,
wenn die Stromdichte im Supraleitmaterial gleichmäßig ist. Da die erforderliche
Stromverteilung in der Zylinderoberfläche für eine gewünschte Feldverteilung im
Meßraum bekannt ist, kann die Gleichmäßigkeit in der Stromdichte durch Angleichen
der Dicke optimiert werden. Wenn die Drosseltemperatur stellenweise zum Beispiel
durch die Stärke eines örtlich vorhandenen Magnetfelds abfällt, kann dies auch beim
Ändern der Dicke berücksichtigt werden. Für die Aktivierung einer derartigen Spule
kann eine Hilfsspule 38 verwendet werden, der faktisch keinen Teil des Magnetsystems
bildet, sondern nur die Aufgabe der Aktivierung hat. Zu diesem Zweck ist die
Hilfsspule 38 im Magnetfeldzylinder 30 oder um ihn herum angeordnet und wird dabei
derart aktiviert, daß ein gewünschtes vom Zylinder eingeschlossenes Magnetfeld B
erzeugt wird. Der oder die Supraleitmagnetfeldzylinder wird oder werden dabei nach
dem Entfernen der Hilfsspule auf den Supraleitzustand abgekühlt. Das Magnetfeld B ist
jetzt vom Supraleitmagnetfeldzylinder eingefroren und wird dabei durch
Aufrechterhalten umlaufender Ströme in der Zylinderoberfläche aufrechterhalten. In
dem nur dann weitere Elemente des Kernspinresonanzgeräts aktiviert werden, kann
verhindert werden, däß zufälligerweise vorhandene Störfelder auch ingefroren werden
und mit einer gewünschten Feldverteilung, beispielsweise mit der gewünschten
Homogenität des Feldes stören.
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Ein Magnetsystem 2 nach Fig. 3 enthält wiederum einen Supraleit-
Magnetfeldzylinder 30. Um diesen Zylinder ist ein supraleitender Abschirmzylinder 40
angeordnet, mit dem ein Streufeld 42 des Magnetfeldzylinders zwischen den zwei
Zylindern zusammengenommen wird, so daß der Raum außerhalb der zwei Zylinder im
wesentlichen streufeldfrei gemacht werden kann, und die Größe des Streufelds in axialer
Richtung wird ebenfalls reduziert. Wie der Zylinder 30 nach Fig. 2 ist das in Fig. 3
dargestellte Magnetsystem ebenfalls in ein wärmeisolierendes Gehäuse 44
aufgenommen, das schematisch in der Zeichnung dargestellt ist und das Magnetsystem
zylindrisch derart einschließt, daß der Meßraum 28 frei und zugänglich bleibt. Wenn
ein keramisches Supraleitmaterial verwendet wird, reicht ein Abkühlen beispielsweise
auf etwa 100 K aus, so daß beispielsweise flüßiger Stickstoff verwendbar ist, und das
Kühlsystem kann sehr einfach, kompakt und preisgünstig gehalten werden. Das
Abkühlen kann dabei auf eine verhältnismäßig einfache Weise beispielsweise mit einer
Kältemaschine, mit einer wärmeisolierten guten Wärmeleitfähigkeit nach dem
Supraleitmaterial oder durch eine Gas- oder Flüssigkeitsströmung durchgeführt werden,
die daraus umläuft. Für Werkstoffe, die nur über Raumtemperatur supraleitend werden,
kann das Magnetsystem im Gehäuse 44 vor dem Versorgen des nicht supraleitenden
Zustands erwärmt werden.
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In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel eines Magnetsystems 2 dargestellt, in
dem ein supraleitender Stabilisierungszylinder 50 in den Feldzylinder 30 aufgenommen
ist. Der Vorteil eines Stabilisierungszylinders ist, daß Änderungen in den Dauerströmen
im Magnetfeldzylinder dabei ausgeglichen werden können, beispielsweise das langsame
Abklingen des Feldzylinderstroms durch einen auftretenden Restwiderstand oder durch
örtliches Drosseln. Korrekturen können auch im Feld des Feldzylinders mit Hilfe des
Stabilisierungszylinders durchgeführt werden, sowohl für Inhomogenitäten in den
Dauerströmen im Zylinder als auch für falsch eingefrorene Felder. Ein weiterer
praktischer Vorteil ist, daß der Feldzylinder verhältnismäßig hoch aufgeladen werden
kann, da einige Drift im Dauerstrom zulässig ist und Komplementärströme nicht
aufgenomen werden brauchen. Im Vergleich mit dem Feldzylinder reicht
verhältnismäßig wenig Supraleitmaterial für den Stabilisierungszylinder aus, da keine
starken Dauerströme darin erzeugt werden. Der stabilisierende Supraleitzylinder kann
wieder in den Feldzylinder als selbstträgender Zylinder eingebracht werden oder in
Form einer Oberflächenbeschichtung auf einem Trägerzylinder. Der
Stabilisierungszylinder kann auch durch eine bereits erwähnte innere
Oberflächenbeschichtung des Zylinders 30 gebildet werden. Insbesondere werden die
Systeme nach Fig. 3 und 4 zur Bildung eines abschirmenden stabilisierten
Magnetsystems kombiniert, und haben auf diese Weise drei Supraleitzylinder.
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Ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 enthält ein
Magnetsystem 2 mit einem oder mehreren Supraleitzylindern 60, aufgebaut aus flachen
Ringen 62, die aus je einem Träger 64 bestehen, der an jeder Seite mit einer Schicht
aus Supraleitmaterial 66 beschichtet ist, aber die selbstverständlich auch an nur einer
Seite beschichtet werden können. Mehr Supraleitmaterial kann auf dieselbe Axiallänge
angebracht werden, wodurch Supraleitmaterial mit einer verhältnismäßig niedrigen
maximalen zulässigen Stromdichte ebenfalls verwendbar ist und andererseits
Supraleitmaterial verwendet werden kann, das nur in verhältnismäßig dünnen Schichten
angebracht werden kann. Es sind Ringe in Erwägung zu ziehen, die einzeln angefertigt
und anschließend gestapelt werden. Ein Magnetfeldzylinder 60 gemäß der Darstellung
kann wieder ein Magnetsystem nach Fig. 2 bilden, aber diese Zylinder können auch
Teile von Magnetsystemen nach Fig. 3 und 4 sein. In diesem Fall kann auch die
Stromdichte für das Supraleitmaterial durch Dickenänderungen gleichmäßig gemacht
werden, die in der axialen Richtung gemessen oder an örtliche Feldstärke angeglichen
werden. Im letzten Fall kann dies auch durch Änderung der axialen Dicke der
Trägerringe oder der Supraleitringe oder der beiden in der axialen Richtung des
Zylinders nach der Darstellung in der unteren Seite der Fig. 5 verwirklicht werden,
wodurch wiederum ein axialer stellenweise sich ändernder Querschnitt aus
Supraleitmaterial verwirklicht ist.
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Zum Messen der Feldverteilung im Meßraum lassen sich auch bekannte
Meßeinrichtungen verwenden, aber sie können auch Teile des Hilfszylinders 38 bilden,
der dabei zum Anordnen um den Feldzylinder aufgebaut ist. Der Stabilisierungszylinder
wird nur supraleitend gemacht, wenn die Meßspulen eine richtige Feldverteilung
messen. Durch das Supraleitendmachen des Stabilisierungszylinders wird darauf das
richtige Feld eingefroren. Insbesondere kann der Stabilisierungszylinder nützlich sein,
um Feldstörungen durch Eddy-Ströme zu vermeiden, die durch Gradientenspulen
erzeugt werden können, die dem Meßsystem zugefügt werden. Mit der Feldkorrektur
können die dazu erforderlichen Ausgleichsströme berücksichtigt werden, da sie nicht
länger zeitabhängig wie Dauerströme sind.