JPH047806A - 超電導マグネット用低温容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 この発明は、例えば、核磁気共鳴断層撮影装置などの静
磁場発生に用いられる超電導マグネットを収納する超電
導マグネット用低温容器に関する。

Ｂ、従来技術 超電導マグネットの発生する静磁場が、低温容器の外部
に漏洩し、低温容器の周囲に置かれている電子機器など
に悪影響を及ぼすことはよく知られており、従来、この
外部漏洩磁場を抑制するために、低温容器には以下のよ
うな工夫が施されている。

■パッシブシールド方式 これは、鉄、ニッケルなどの強磁性材料で形成した円筒
状の磁気シールド板で、低温容器の周囲を覆うことによ
り、低温容器外に漏洩する磁場を抑制するものである。

■アクティブシールド方式 これは、超電導マグネットが発生する静磁場とは逆向き
の磁場を発生させるシールド用コイルを超電導マグネッ
トの周囲に配置して、外部に漏洩する磁場を打ち消すも
のである。

Ｃ０発明が解決しようとする課題 しかしながら、上述した従来の各方式を採用している超
電導マグネット用低温容器には、次のような欠点があっ
た。

■に記載したパッシブシールド方式では、円筒状の磁気
シールド板の重量はかなり重く、例えば０．５［Ｔ］ク
ラスの静磁場を発生する超電導マグネットを備えた低温
容器に配される磁気シールド板の重量は５〜１０トンに
も及ぶ。このため、低温容器全体の総重量はかなりの重
さになり、低温容器を収容する建物には、その重量に耐
えるだけの補強を施す必要があるので、建物にかける費
用が高くなるという欠点があった。また、磁気シールド
板を配設することで、低温容器の外形寸法も大きくなり
、収容に際して、かなりのスペースも必要となり、広い
部屋を確保しなければならず、高価になる欠点があった
。

■に記載したアクティブシールド方式では、シールド用
コイルから発生する磁場は、超電導マグネットが形成す
る静磁場とは逆向きの磁場であるため、外部漏洩磁場だ
けではなく、静磁場の磁場強度を下げる作用がある。し
たがって、超電導マグネットに使用されている超電導線
に流す電流値を増加して、シールド用コイルによって減
じられる静磁場を補強する必要があるため、臨界値の高
い高価な超電導線を多量に必要とするという欠点があっ
た。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであ
って、低温容器の重量軽減を図るとともに、超電導線の
コストダウンを図ることができる超電導マグネット用低
温容器を提供することを目的としている。

０１課題を解決するための手段 この発明は、上記目的を達成するために次のような構成
を備えている。

即ち、この発明に係る超電導マグネット用低温容器は、
超電導マグネットを極低温寒剤中に浸漬して収納する内
容器と、この内容器の周囲を覆う熱シールド板と、前記
内容器と熱シールド板とを内包する真空容器とを備えた
超電導マグネット用低温容器において、前記超電導マグ
ネットが形成する静磁場に対して逆向きの磁場を発生さ
せるシールド用コイルを、超電導マグネットの周囲に配
置し、このシールド用コイルと超電導マグネットとの間
に磁気シールド材を配置したことを特徴としている。

８１作用 この発明によれば、磁気シールド材を従来のように低温
容器の周囲を覆うように配置するのではなく、超電導マ
グネットとシールド用コイルとの間に配置しているだけ
なので、従来のパッシブシールド方式に比べ、低温容器
の総重量は軽減する。

また、磁気シールド材を配置することにより、外部漏洩
磁場をある程度抑制することができるので、シールド用
コイルのみを設置して外部漏洩磁場を打ち消している従
来のアクティブシールド方式に比べ、シールド用コイル
に流すべき電流値は小さくて済む、したがって、シール
ド用コイルによって形成される磁場も小さなものになる
し、磁気シールド材の介入により、シールド用コイルの
磁場が、静磁場領域内に侵入するのを抑制するから、超
電導マグネットに通ずる電流値は従来に比べ少なくて済
む。

Ｆ、実施例 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、この発明の一実施例の構成の概略を示した斜
視図である。

この図は、超電導マグネット用低温容器を核磁気共鳴断
層撮影装置（以下、ＭＲＩ）に使用した場合を示したも
のである。

図中、符号ｌはＭＲＩによる断層像の撮影の際に、被検
体Ｍが挿入されるガントリである。このガントリ１の内
部には超電導マグネット用低温容器２（以下、単に低温
容器２と記す）が内挿されている。低温容器２は図中点
線で示しているように筒状体として形成されており、そ
の空洞部分は被検体Ｍを挿入するための貫通孔３となっ
ている。

貫通孔３内に対して進退移動するヘッド４が、基台６を
介してガントリ１の端面側の床面上に設置されている。

基台６内にはベツド４の進退移動を行う移動機構（図示
せず）が備えられており、ベツド４上に乗せられた被検
体Ｍは、ヘッド４の進行移動により貫通孔３内に案内さ
れ、核磁気共鳴断層撮影が行われる。

図中、符号５はガントリ１を床面上に設置するための脚
部である。

第２図は、低温容器２の縦断面図を示したものである。

以下、この図を参照して低温容器２の内部構成について
説明する。

被検体Ｍが挿入される貫通孔３内に、被検体Ｍの体軸方
向に均一な静磁場を発生させるソレノイド形の超電導マ
グネット７が低温容器２の筒袖上に沿って複数個並設さ
れている。各超電導マグネット７の外周面部を覆うよう
に、筒状の磁気シールド板８が設けられており、磁気シ
ールド板８の外周部には、静磁場とは逆向きの磁場を発
生する２個のシールド用コイル９が、磁気シールド板８
の筒軸上に沿って並列配置されている。これら超電導マ
グネット７および、磁気シールド板８、シールド用コイ
ル９は、超電導マグネット７の超電導状態を維持するた
めの極低温寒剤（例えば、液体ヘリウム）を充填した内
容器１０の中に収納されている。

内容器１０の周囲は、アルミニウムなどの熱伝導性の高
い材料で形成された第２熱シールド１１によって覆われ
、第２熱シールド１１の周囲は、同様の材料で形成され
た第１熱シールド１２によって覆われている。第２熱シ
ールド１１は、冷凍ＩＩ（図示せず）の冷却作用によっ
て約２０Ｋに維持され、第１熱シールド１２は約８０Ｋ
に維持されている。内容器１０、および第２熱シールド
１１、第１熱シールド１２は常温の真空容器１３内に収
納されている。

このような構成の低温容器２の作用は、以下の通りであ
る。

核磁気共鳴断層撮影を行うために、ベツド４を貫通孔３
に向かって進行移動させ、ベツド４上に仰臥した被検体
Ｍを貫通孔３内にセットする。

超電導マグネット７を構成している超電導線（図示せず
）に電流を流し、被検体Ｍの周囲空間（貫通孔３内）に
均一な静磁場を形成する。

この静磁場は貫通孔３内だけではなく、超電導マグネッ
ト７の周囲に向かって広がるように形成されるため、低
温容器２の外部にも及び、外部漏洩磁場となって、低温
容器２の周囲に置かれている各種の電子機器などに悪影
響を与える。

この外部漏洩磁場を抑制する作用をもったものが、磁気
シールド板８であり、シールド用コイル９である。超電
導マグネット７によって静磁場を発生させると同時に、
シールド用コイル９にも電流を流し、静磁場と逆向きの
磁場（以後、この磁場をキャンセル磁場と称する）を発
生させる。

超電導マグネット７による外部漏洩磁場は、まず、磁気
シールド板８で減じられ、次いでキャンセル磁場で打ち
消される。また、磁気シールド板８を介在させることに
より、静磁場領域内（貫通孔３内）へのキャンセル磁場
の侵入が抑制される。

このように、外部漏洩磁場は、キャンセル磁場で打ち消
される前に、磁気シールド板８である程度減じられるた
め、キャンセル磁場の大きさは、シールド用コイル９の
みを配置した場合（従来のアクティブシールド方式）よ
りも小さくて済むし、磁気シールド板８が静磁場領域内
へのキャンセル磁場の侵入を抑制するので、超電導マグ
ネット７による静磁場の補強量は大幅に低減される。ま
た、磁気シールド板８は、超を導マグネット７の外周部
を覆うように設けられているだけなので、磁気シールド
板を低温容器２の全周にわたって取りつけた場合（従来
のパッシブシールド方式）よりも、低温容器２の重量は
軽減される。

なお、上述した実施例では、磁気シールド材として、筒
状の磁気シールド板８を例に挙げたが、この形状にこだ
わることなく、種々のものを適用することができる。

その例を２つ、第３図および第４図に示している。これ
らの図においては、簡単のため超電導マグネット７を一
体化された筒状体として示している。

（ａ）第３図に示しているように、超電導マグネ・ント
７の筒軸方向に延びる棒状の磁気シールド材１４を、超
電導マグネット７の全周囲にわたり、周方向に所定間隔
を隔てて配置する構成としてもよい。

（ｂ）第４図に示すように、超電導マグネット７と同心
円状の環状の磁気シールド材１５を、超電導マグネット
７の筒軸方向に所定間隔を隔てて配置する構成としても
よい。

また、さらに外部漏洩磁場を少なくするために、シール
ド用コイル９の外にさらに、磁気シールド材を配置して
おいてもよいことは言うまでもない。

Ｇ０発明の効果 以上の説明から明らかなように、この発明に係る超電導
マグネット用低温容器は、超電導マグネットが形成する
静磁場に対して逆向きの磁場を発生させるシールド用コ
イルを、超電導マグネットの周囲に配置し、このシール
ド用コイルと超電導マグネットとの間に磁気シールド材
を配置したので、以下のような効果がある。

（イ）超電導マグネットによる外部漏洩磁場をある程度
、磁気シールド材で減じているので、シールド用コイル
で形成すべき磁場を小さくすることができ、シールド用
コイルに通ずる電流も小さくて済むため、シールド用コ
イルの超電導線のコストを低減することができる。

（Ｄ）上記シールド用コイルに通ずる電流の低減に加え
て、磁気シールド材の介在により、シールド用コイルよ
って形成された磁場の静磁場領域内への侵入を抑制する
ので、超電導マグネットで補う静磁場の補強量を小さな
ものにすることができ、超電導マグネットに通ずる電流
を大幅に減少させることができるため、超電導線のコス
トの低下を図ることができる。

（ハ）磁気シールド材は、超電導マグネットの外周部を
覆うように設けられているだけなので、磁気シールド材
を低温容器の全周にわたって取りつけた場合（従来のパ
ッシブシールド方式）よりも、低温容器の重量を軽減す
ることができ、低温容器を収容する建物の強度が小さく
て済むとともに、装置を収容するのに必要なスペースを
小さくでき、建物にかかる費用を低減することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は、この発明の一実施例に係り、第
１図は超電導マグネット用低温容器が収容される核磁気
共鳴断層盪影装置の概略構成を示した斜視図、第２図は
超電導マグネット用低温容器の縦断面図、第３図および
第４図は変形例としての超電導マグネット用低温容器の
一部を示した斜視図である。 ７・・・超電導マグネット ８．１４．１５・・・磁気シールド板（磁気シールド材
）９・・・シールド用コイル　　１０・・・内容器１１
．１２・・・熱シールド　　　１３・・・真空容器特許
出願人　株式会社　島津製作所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）超電導マグネットを極低温寒剤中に浸漬して収納
   する内容器と、この内容器の周囲を覆う熱シールド板と
   、前記内容器と熱シールド板とを内包する真空容器とを
   備えた超電導マグネット用低温容器において、前記超電
   導マグネットが形成する静磁場に対して逆向きの磁場を
   発生させるシールド用コイルを、超電導マグネットの周
   囲に配置し、このシールド用コイルと超電導マグネット
   との間に磁気シールド材を配置したことを特徴とする超
   電導マグネット用低温容器。